• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2009.11a
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• pp.58-61
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• 2009

최근 직물전극을 의복에 적용하여 의복을 착용한 상태에서 심전도, 심박과 같은 생체신호를 측정하는 방법이 다양하게 연구되고 있다. 그러나 대부분 직물전극의 경우, 높은 임피던스와 피부-전극 간의 불안정한 접촉으로 인해 생체신호를 측정하는 것은 매우어렵다는 문제점들이 지적되어 왔다. 이 논문에서는 피부-전극 간의 접촉을 향상시키기 위한 전극의 구조를 고안하여 의복에 적용함으로써, 착용자의 피부와 직물전극간의 접촉을 안정화 시킨 후, ECG(Electrocardiogram)를 측정하였다. 본 연구의 실험에 사용한 전극의 특성 분석 방법으로는 전극의 임피던스와 그에 따른 ECG 를 측정하여 SNR 분석을 실시하였다. 직물전극의 두 가지 구조와 직물전극과 트랜스미터 연결 스냅간 접촉 방식에 따른 ECG 측정을 비교한 결과, 전극 구조와 전도성 paste 사용 여부는 모두 ECG 측정에 영향을 미쳤다.

• Journal of the Korea Fashion and Costume Design Association
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• v.12 no.2
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• pp.119-129
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• 2010

오늘날 인간의 수명이 연장되고, 웰빙과 건강에 대한 관심이 증가됨에 따라서 언제 어디서나 건강을 모니터링 할 수 있는 건강 스마트 의류 시스템이 개발되고 있다. 이를 위하여 최근에는 생체신호의 모니터링이 가능하도록 디자인된 의류에 통합된 형태의 직물 전극이 개발되고 있다. 혁신적으로 의류 시스템에 통합되어 착용 가능한 니트, 우븐, 자수방식의 텍스타일 전극에 대한 다양한 연구가 개발 제시되고 있으며, 이의 일부는 상용화되어 있다. 이에 본 연구는 경위사의 일정한 직조제어 자동화 시스템이 가능한 컴퓨터 자카드 직기의 캐드(CAD) 직조디자인 방식을 통하여 생체신호 센싱 기능이 향상된 새로운 텍스타일 전극디자인을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존 생체신호 센싱 전극의 개발 및 연구 동향, 비직물/전극 타입에 대한 단점과 장점에 대한 비교 분석을 이론적으로 살펴보고, 자카드 직조 직물 기반으로 심전도 센싱용 텍스타일 전극을 디자인하여 실험 연구하였다. 자카드 직조 방식의 심전도 센싱용 직물 전극은 전극 인터페이스 디자인 방식, 이중직물형 직조 디자인 방식, 사가공 등의 요인들을 고려하여 개발하였다. 본 연구에서 도출된 최종 자카드 직조 직물 기반의 텍스타일 전극은 스마트 의류에 통합시킨 텍스타일 전극 모듈로서 적용되여 향후 상용화 방안을 모색할 수 있다.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.21 no.4
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• pp.63-76
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• 2018

The purpose of this study was to investigate the effect of contact type textile electrode structure on heart activity signal acquisition for smart healthcare. In this study, we devised six contact type textile electrodes whose electrode size and configuration were manipulated for measuring heart activity signals using computerized embroidery. We detected heart activity signals using a modified lead II and by attaching each textile electrode to the chest band in four healthy male subjects in a standing static posture. We measured the signals four times repeatedly for all types of electrodes. The heart activity signals were sampled at 1 kHz using a BIOPAC ECG100, and the detected original signals were filtered through a band-pass filter. To compare the performance of heart activity signal acquisition among the different structures of the textile electrodes, we conducted a qualitative analysis using signal waveform and size as parameters. In addition, we performed a quantitative analysis by calculating signal power ratio (SPR) of the heart activity signals obtained through each electrode. We analyzed differences in the performance of heart activity signal acquisition of the six electrodes by performing difference and post-hoc tests using nonparametric statistic methods on the calculated SPR. The results showed a significant difference both in terms of qualitative and quantitative aspects of heart activity signals among the tested contact type textile electrodes. Regarding the configurations of the contact type textile electrodes, the three-dimensionally inflated electrode (3DIE) was found to obtain better quality signals than the flat electrode. However, regarding the electrode size, no significant difference was found in performance of heart signal acquisition for the three electrode sizes. These results suggest that the configuration method (flat/3DIE), which is one of the two requirements of a contact type textile electrode structure for heart activity signal acquisition, has a critical effect on the performance of heart activity signal acquisition for wearable healthcare. Based on the results of this study, we plan to develop a smart clothing technology that can monitor high-quality heart activity without time and space constraints by implementing a clothing platform integrated with the textile electrode and developing a performance improvement plan.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.11
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• pp.757-764
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• 2012

The surface of graphite fiber fabric anode was modified with a hydrogel and a mixture of hydrogel and multiwall carbon nanotube, and their effectiveness were compared to the unmodified anodes in a batch microbial fuel cell (microbial fuel cells). The maximum power density of the MFC was determined by both performance of the anode and cathode. The maximum power density for the MFC with the anode modified with the mixture of hydrogel and multiwall carbon nanotube was $1,162mW/m^2$ which was 27.7% higher than that with the unmodified graphite fiber fabric anode. "The mixture of hydrogel and multiwall carbon nanotube is a good surface modifier for anode with high biological affinity and low activation losses."

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.273.2-273.2
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• 2016

전기적인 장치를 필요로 하는 분야의 빠른 발전에 따라 그 기본이 되는 에너지 저장소자에 관한 연구가 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 다양한 에너지 저장 소자 중 기존의 배터리 보다 높은 에너지 밀도와 빠른 충전/방전 속도, 그리고 상대적으로 긴 수명을 가진 슈퍼커패시터에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 나노구조를 가진 슈도용량성 물질을 전극에 합성시키는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 수열합성법이나 전기화학적증착 방법 같이 인위적인 바인더를 사용하지 않고 직접 전극 표면에 합성시키는 방법이 있고, copecipitation이나 졸겔 방법으로 나노구조를 합성한 후 인위적인 바인더를 사용하여 전극 표면에 합성 시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 짧은 시간에 물질을 합성시킬 수 있고 인위적인 바인더를 사용하지 않아 더욱 뛰어난 전기적인 특성을 보이는 전기화학적증착 방법을 이용하여 spherically shaped CuO를 전도성 직물에 직접 합성시켜 전기적인 특성을 연구하였다. 유연한 전도성 직물에 합성된 spherically shaped CuO 는 뛰어난 전기화학적 가역성, 상대적으로 높은 비정전용량, 그리고 많은 사이클 테스트에서도 높은 안정성을 보였다. 이처럼 손쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal oxide 나노구조는 슈퍼커패시터 뿐만 아니라 염료감응형 태양전지, 다양한 종류의 센서 등 많은 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2007.05a
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• pp.39-41
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• 2007

본 연구는 직물 기반 바이오 모니터링 스마트 의류를 개발하기 위해 의복 소재의 신축성에 따른 심전도 신호 검출 성능과 착용 성능을 평가하여 직물 기반 심전도 의복을 위한 최적 범위를 제안하고자 한다. 이를 위해, 서로 다른 신축률의 편물을 얻기 위해 면/폴리에스테르에 스판덱스 함유율을 0%, 5%, 8%로 다르게 하여 제편하였다. 이 세 가지 소재로 심전도 측정을 위해 동일한 사이즈로 의복을 제작한 후, 금속사를 이용한 자수 기법으로 심전도 전극을 설치하였다. 심장 관련 병력이 없고 평균 BMI가 $20{\sim}24$인 정상 체중의 5명을 대상으로 Biopac MP150을 사용하여 심전도 신호를 검출한 후, 설문지를 사용하여 소재의 신축성에 따른 착용성 평가를 시행하여 신축성에 대한 만족감, 동작용이성, 전반적 쾌적함 등을 Likert 7점 척도로 평가하도록 하였다. 실험 결과, 심전도 신호 검출 성능 측면에서는 8% 라이크라 함유 소재가 가장 우수하였으나, 착용성 측면에서는 5% 소재가 가장 우수한 것으로 파악되었다. 향후 그 수요가 높아질 것으로 예상되는 바이오 모니터링 의복 소재 개발을 위해 기능성과 착용성을 모두 고려한 본 연구 결과가 유용하게 활용될 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 2007.05a
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• pp.42-44
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• 2007

본 연구에서는 체성분 측정용 스마트 의류의 프로토타입을 개발하고 평가함으로써 헬스케어 의류로써의 개발 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물 전극을 사용하여 두 가지 타입으로 개발된 실험의복을 피험자에게 착용하도록 한 후 자세의 변화 및 1차 착용, 탈의 후 2차 착용에 따른 체성분을 측정한 결과, 동일 자세 내에서는 의복 타입 및 1, 2차 반복 착용에 관계없이 비교적 일관성 있는 임피던스 측정치를 얻을 수 있었으며, 착용자의 신체 부위별 측정도 가능한 것으로 분석되었다.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.24 no.2
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• pp.49-56
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• 2021

In this study, we investigated the necessary mechanical properties of conductive multifilament yarns for fabricating the electrodes of biosignal measurement pressure and stretch textile sensors using embroidery. When electrodes and circuits for smart wearable products are produced through the embroidery process using conductive multifilament yarns, unnecessary material loss is minimized, and complex electrode shapes or circuit designs can be produced without additional processes using a computer embroidering machine. However, because ordinary missionary threads cannot overcome the stress in the embroidery process and yarn cutting occurs, herein, we analyzed the S-S curve, thickness, and twist structure, which are three types of silver-coated multifilament yarns, and measured the stress in the thread of the embroidery simultaneously. Thus, the required mechanical properties of the yarns in the embroidery process were analyzed. In the actual sample production, cutting occurred in silver-coated multifilament rather than silver-coated polyamide/polyester, which showed the lowest S-S curve. In the embroidery process, the twist was unwound through repetitive vertical movement. Further, we fabricated a piezoresistive pressure/tension sensor to measure gauge factor, which is an index for measuring biological signals. We confirmed that the sensor can be applied to the fabrication of embroidery electrodes, which is an important process in the mass production of smart wearable products.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.1 no.1
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• pp.153-160
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• 1998

본 연구는 피부에 가해지는 직물촉각 자극에 따라 나타나는 정서와 관련된 뇌파특징을 알아보려는 기초연구이다. 실험l에서는 촉각에 의한 정서가 생리적인 측정치를 통해 구분될 수 있는지를 알아보고자, 피험자에게 물리적 특성이 극단적으로 다른 자극을 선택하여 실험을 실시하였다. 20명의 대학생 치험자 (20-25세)에게 자극이 무선적으로 제시되었고, 각 자극제시후 피험자는 제시자극에 대한 느낌을 주관적 정서척도로 평정하였다. 뇌파는 양쪽 귓볼(A1, A2)을 기준전극으로 하여 F3, F4, C3, C4, T4, P3, P4, O1, O2에서 측정되었고, 측정된 뇌파는 FFT방법으로 분석되었다. 각 피험자의 주관적 평가 결과에 따라 가장 쾌한 자극과 가장 불쾌한 자극이 제시되었을 때 측정한 뇌파의 분석결과를 비교하였다. 전두엽, 두정엽, 후두엽 영역에서 쾌자극 제시시에 alpha파가 유의미하게 높은 값을 나타내었고, 후두엽 영역에서 불쾌자극 제시시 beta가가 유의미하게 높게 나타났다. 물리적 특성이 유사한 다섯 가지 직물자극을 가진 실험 ll에서와 유사한 절차에 다섯 가지 직물자극을 가진 실험 1에서와 유사한 절차에 의해 실험ll가 실시되었다. 실험l의 결과에 근거하여 측정 부위를 F3, F4, P3, P4, O1, O2로 축소되었다. 쾌자극 제시시의 뇌파는 불쾌자극 제시시보다 slow alpha(8-10Hz)파의 출현량이 많은 반면, slow beta(13-20Hz)파의 출현량은 적었다. 결론적으로 직물촉각자극에 의해 유발되는 심리적 반응에 특정적인 뇌파반응이 존재하며, 이는 촉각에 의해 유발되는 주관적인 쾌.불쾌정서를 객관적으로 측정하기 위한 지표로서 뇌파특징을 사용할 수 있음을 의미한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.3
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• pp.466-473
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• 2020

Fabric current collector can be a promising electrode material for Capacitive Deionization (CDI) system that can achieve energy-efficient desalination of water. The one of the most attractive feature of the fabric current collector is its high tensile strength, which can be an alternative to the low mechanical strength of the graphite foil electrode. Another advantage is that the textile properties can easily make shapes by simple cutting, and the porosity and inter-fiber space which can assist facile flow of the aqueous medium. The fibers used in this study were made of woven structures using a spinning yarn using conductive LM fiber and carbon fiber, with tensile strength of 319 MPa, about 60 times stronger than graphite foil. The results were analyzed by measuring the salt removal efficiency by changing the viscosity of electrode slurry, adsorption voltage, flow rate of the aqueous medium, and concentration of the aqueous medium. Under the conditions of NaCl 200 mg/L, 20ml/min and adsorption voltage 1.5 V, salt removal efficiency of 43.9% in unit cells and 59.8% in modules stacked with 100 cells were shown, respectively. In unit cells, salt removal efficiency increases as the adsorption voltage increase to 1.3, 1.4 and 1.5 V. However, increasing to 1.6 and 1.7 V reduced salt removal efficiency. However, the 100-cell-stacked module showed a moderate increase in salt removal efficiency even at voltages above 1.5 V. The salt removal rate decreased when the flow rate of the feed was increased, and the salt removal rate decreased when the concentration of the feed was increased. This work shows that fabric current collector can be an alternative of a graphite foil.