• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권1호
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• pp.37-44
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• 2011

This paper describes the development and assessment of conductive fabric sensor for evaluating knee movement using bio-impedance measurement method. The proposed strip-typed conductive fabric sensor is compared with a dot-typed Ag/AgCl electrode for evaluating validity under knee movement condition. Subjects are composed of ten males($26.6{\pm}2.591$) who have not had problems on their knee. The strip-typed conductive fabric sensor is analyzed by correlation and reliability between a dot-typed Ag/AgCl electrode and the strip-typed conductive fabric sensor. The difference of bio-impedance between a dot-typed Ag/AgCl electrode and the strip-typed conductive fabric sensor averages $7.067{\pm}13.987\;{\Omega}$ As the p-value is under 0.0001 in 99% of t-distribution, the strip-typed conductive fabric sensor is correlated with a dot-typed Ag/AgCl electrode by SPSS software. The strip-typed conductive fabric sensor has reliability when it is compared with a dot-typed Ag/AgCl electrode because most of bio-impedance values are in ${\pm}1.96$ standard deviation by Bland-Altman Analysis. As a result, the strip-typed conductive fabric sensor can be used for assessing knee movement through bio-impedance measurement method as a dot-typed Ag/AgCl electrode. Futhermore, the strip-typed conductive fabric sensor is available for wearable circumstances, applications and industries in the near future.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.210-220
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• 2013

인구의 고령화 사회에 접어든 최근에는 스마트 의류와 접목된 다양한 형태의 착용형 유헬스 디바이스가 개발되어 일상생활과 가정에서의 생활에 양손을 자유로이 하여 불편함 없이 건강변수 측정이 가능하게 되었다. 하지만 착용형 유헬스 디바이스의 보급과 더불어 이를 응용한 디바이스에 대한 연구 및 개발만이 우선되고 있는 현재, 이에 대한 성능 평가의 중요성에 대한 인식은 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 이러한 착용형 유헬스 디바이스와 스마트 의류에 접목하여 전극으로 사용될 수 있는 전도성 섬유를 이용한 전극을 구성하여 심전도(ECG) 신호 측정을 위해 일반적으로 사용되는 패치타입의 Ag-AgCl 전극과 임피던스(Impedance), 심전도(ECG) 신호의 상관관계 비교와 CMRR 측정을 통하여 착용형 유헬스 디바이스에의 사용 가능성을 밝히기 위해 시험을 통한 성능차이를 평가 하였다.

• 한국의류학회지
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• 제34권1호
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• pp.112-125
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• 2010

A Holter monitor is used for ECG monitoring of ambulatory daily life in hospital. However, the use of this apparatus causes skin allergies and discomfort in patients because of the attachment gel and tapes used to attach disposable electrodes to the skin. In this study, the development of tight-fitting clothing connected to a portable Holter monitor was proposed. In addition, the use of conductive fabrics as electrodes was proposed; this will enable the use of garments in u-health care for measuring ECG signals. The male subjects were university students in the ages of 20 to 24. Subjective wear sensations of the experimental garments were rated using seven Likert scales. A Likert type scale was used for the evaluation and a 7 point score indicates that it provided the best fit as a tight-fitting upper clothing. Clothing pressure was measured using an air-pack-type pressure sensor (model AMI 3037-2) at 4 locations (the conductive fabric electrode) As results, a male basic sloper for upper clothing was developed and that pattern was manipulated to the tight fit pattern by considering the reduction rate of the percentage stretch in the fabric. The developed tight-fitting garment was superior in terms of subjective sensation and 6t. The mean pressure of the garment with reduction rates of 40% in width and of 50% in length was 8.45gf/$cm^2$. A conductive fabric electrode was developed by considering the sewing method and the developed electrode was detected well. The ECG data were recorded for 13 hr 19 min 44 sec and the artifacts in the ECG signals were recorded for 9 hr 3 min 46 sec (total time: 22 hr 23 min 23 sec). The artifacts data were obtained during heavy activities.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.367-372
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• 2013

In this paper, micro dried bio-potential electrodes are demonstrated for sEMG (surface ElectroMyoGraphic) signal measurement using conductive epoxy on the textile fabric. Micro dried bio-potential electrodes on the textile fabric substrate have several advantages over the conventional wet/dry electrodes such as good feeling of wearing, possibility of extended-wearing due to the good ventilation. Also these electrodes on the textile fabric can easily apply to the curved skin surface. These electrodes are fabricated by the screen-printing process with the size of $1mm{\times}10mm$ and the resultant resistance of these electrodes have the average value of $0.4{\Omega}$. The conventional silver chloride electrode shows the average value of $0.3{\Omega}$. However, the electrode on the textile fabric are able to measure the sEMG signal without feeling of difference and this electrode shows the lower resistance of $1.03{\Omega}$ than conventional silver chloride electrode with $2.8{\Omega}$ in the condition of the very sharp curve surface (the radius of curvature is 40 mm).

• 재활복지공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.31-41
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• 2012

의료기기의 발전과 IT융합기술의 접목으로 때와 장소에 관계없이 생체신호의 측정이 가능하게 되었으며, 다양한 형태의 u-헬스케어 기기가 개발되어 일상생활과 가정에서 불편함이 없이 건강변수 측정이 가능하게 되었다. 또한 사용자를 고려해 의복처럼 착용하고 생활하며 생체 신호를 측정할 수 있는 스마트 의류에 전도성 섬유의 활용이 이루어지고 있다. 하지만 이러한 u-헬스케어 기기에 대한 연구 및 개발이 우선되고 있는 반면 성능평가 기준 마련은 미흡한 실정이다. 이에 시판전의 시험검사나 시판후의 수거 검사 시에 성능평가를 위한 표준시험방법 개발 등에 따른 가이드라인 마련에 힘을 쓰고 있는 실정이다. 본 논문에서는 섬유적 특성 시험을 통해 전도성 섬유의 착용형 u-헬스케어 기기에 전극으로 접목 가능성 여부를 연구하였다.

• 한국의류학회지
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• 제31권2호
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• pp.292-299
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• 2007

Development of portable device measuring the vital sign continuously with no limit of time and space is absolutely prerequisite for the U-health care that grafts the ubiquitous concept into medical system. Accordingly, it requires to develop a garment style apparatus for measuring vital-sign that is easy to wear on for a long time period. This study suggests a method to improve the insulation of electric cable and the skin adhesion of electrode by integrating the electric conductive material to garment, in order to develop a garment apparatus for measuring ECG for U-health care. Results of the research are as follows; In order to provide the adjacent conductive yarns with insulation, braid with narrow woven end was interlaced using polyester yarn. As a result, the direct contact between electric conductive yarns was restrained, which would be interposed into pin-tuck structured cable. Washable silicone gel applied around the electrode made of electric conductive fabric improved the adhesion, which prevents electrodes from dropping off from the skin surface during body movement. ECG signals on the human subject were tested using the garment apparatus developed by the above method. And the result was that the clear QRS wave formation in the typical form of ECG could be measured in both conditions of still and moving state as well. The result of this study is expected to contribute for the production of U-health care related medical apparatus by accelerating the practical uses of the garment measuring vital sign at a reasonable price.

• 한국의상디자인학회지
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• 제12권2호
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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.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.149-156
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• 2012

본 논문에서는 전기습윤(Electrowetting) 디스플레이의 효율적인 생산을 위해 섬유형식의 전극들을 제안하고, 이러한 방법을 이용한 전기습윤 셀 구동형 플렉서블 디스플레이의 소스 드라이버 설계방법을 제안하였다. 전기습윤 셀 매트릭스는 임프린팅 방법에 의하여 PET 등의 Substrate 위에 구성하고 셀 매트릭스 사이의 간격에는 드라이버섬유, 습윤 전극섬유와 전도성 섬유를 가로와 세로로 배치하고, 교차점에는 전기적 접점을 구성하여 전기습윤 셀매트릭스가 구동되도록 하였다. 기존의 소스 드라이버에서는 각 채널당 R/2R방식의 DAC을 사용하므로 사용되는 소자의 수가 증가하여 집적도가 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 채널당 소자의 수를 감소시켜 집적도를 높이고 비용을 절감할 수 있는 저 전력 소스 드라이버 설계방법을 제안하고 VHDL 프로그램을 이용한 시뮬레이션으로 타당성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.392.1-392.1
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• 2016

Nowadays, research interest in developing the wearable devices are growing remarkably. Portable consumer electronic systems are becoming lightweight, flexible and even wearable. In fact, wearable electronics require energy storage device with thin, foldable, stretchable and conformable properties. Accordingly, developing the flexible energy storage devices with desirable abilities has become the main focus of research area. Among various energy storage devices, supercapacitors have been considered as an attractive next generation energy storage device owing to their advantageous properties of high power density, rapid charge-discharge rate, long-cycle life and high safety. The energy being stored in pseudocapacitors is relatively higher compared to the electrochemical double-layer capacitors, which is due to the continuous redox reactions generated in the electrode materials of pseudocapacitors. Generally, transition metal oxides/hydroxide (such as $Co_3O_4$, $Ni(OH)_2$, $NiFe_2O_4$, $MnO_2$, $CoWO_4$, $NiWO_4$, etc.) with controlled nanostructures (NSs) are used as electrode materials to improve energy storage properties in pseudocapacitors. Therefore, different growth methods have been used to synthesize these NSs. Of various growth methods, electrochemical deposition is considered to be a simple and low-cost method to facilely integrate the various NSs on conductive electrodes. Herein, we synthesized amorphous $NiWO_4$ NSs on cost-effective conductive textiles by a facile electrochemical deposition. The as-grown amorphous $NiWO_4$ NSs served as a flexible and efficient electrode for energy storage applications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.466-473
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• 2020

직물집전체는 에너지 효율이 높은 담수화 방식인 축전식탈염(Capacitive deionization: CDI)시스템에서 유망한 전극 재료가 될 수 있다. 직물집전체의 매력적인 특징 중 하나는 인장강도가 강하다는 것인데, 기계적 강도가 약한 그라파이트 호일 전극의 대안이 될 수 있다. 또한 섬유적 특성으로 인하여 쉽게 형상을 만들 수 있고, 다공성 물질이라는 점과 섬유 간 공간은 수용성 매질의 흐름을 원활하게 해 준다. 본 연구에 사용된 섬유는 도전성 LM fiber와 carbon fiber를 사용한 방적사를 이용하여 직조 구조로 만들어졌으며, 인장강도는 319 MPa로 그라파이트 호일에 비해서 약 60 배 정도 더 강하다. 전극슬러리의 점도, 흡착전압, 공급액의 유량, 공급액의 농도를 변화시켜 가면서 염 제거효율을 측정하여 결과를 분석하였다. NaCl 200 mg/L, 20 ml/min, 흡착전압 1.5 V 조건에서, 단위 셀에서 43.9%, 100개의 셀을 적층한 모듈에서는 59.8%의 염 제거 효율을 각각 보였다. 단위 셀에서는 흡착전압이 1.3, 1.4, 1.5 V로 증가함에 따라 염 제거효율이 증가하다가 1.6과 1.7 V로 증가하면서 염 제거 효율은 감소하였다. 그러나 100 셀 적층 모듈에서는 1.5 V 이상의 전압에서도 염 제거효율이 완만한 증가세를 나타내었다. 공급액의 유량을 증가시켰을 때 염 제거율은 감소하였고, 또한 공급액의 농도를 증가시켰을 때에도 염 제거율은 감소하였다.