• 폴리머
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• 제27권3호
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• pp.195-200
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• 2003

알지네이트는 곁사슬에 강한 음이온을 가지고 있어 전기장 하에서 구동 특성을 발현할 수 있다. 본 연구에서는 가교제로 CaCl$_2$를 사용하여 가교 알지네이트 필름을 제조하였고, 제조된 필름의 열적 특성, 기계적 특성 및 전기적 구동 특성을 열중량 분석, 인장 강도 실험 및 전기응답 실험을 통하여 조사하였다. 가교제의 농도가 증가함에 따라 필름의 초기 분해 온도와 인장 강도가 증가하였다. 또한 팽윤비는 사슬 내 자유부피와 정전기적 반발력에 기인하여 가교제 농도의 감소와 pH가 증가함에 따라 증가하였다. 저기 자극에 의하여 알지네이트 필름은 유연한 물리적 거동을 발현하였다. 전기장에서 전압, 이온 강도 및 저해질 용액의 종류에 따라서 필름의 응답 속도 띤 거동에 영향을 주었다. 가교제의 농도가 5 wt%일 때 가장 좋은 굽힘 거동과 반복 회복성을 보였으며, NaCl과 KCl 전해질 용액의 이온 강도가 0.1 M일 때 가장 높은 전기 반응성을 나타냈다. 또한 전압이 증가됨에 따라 전하의 이동이 활발해지고 따라서 굽힘 거동이 증가하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권6호
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• pp.523-546
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• 2022

Morphotropic phase boundary (MPB), which is a special boundary that separates two or multiple different phases in the phase diagram of some ferroelectric ceramics, is an important concept in identifying physics that includes piezoelectric responses. MPB, which had not been discovered in organic materials until recently, was discovered in poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)), resulting from a molecular approach. The piezoelectric coefficient of P(VDF-TrFE) in this MPB region was achieved up to -63.5 pC N^-1, which is about two times as large as the conventional value of -30 pC N^-1 of P(VDF-TrFE). An order-disorder arrangement greatly affects the rise of the piezoelectric effect and the ferroelectric, paraelectric and relaxor ferroelectric of P(VDF-TrFE), so the arrangement and shape of the polymer chain is important. In this review, we investigate the origin of negative longitudinal piezoelectric coefficients of piezoelectric polymers, which is definitely opposite to those of common piezoelectric ceramics. In addition to the mainly discussed issue about MPB behaviors of ferroelectric polymers, we also introduce the consideration about polymer chirality resulting in relaxor ferroelectric properties. When the physics of ferroelectric polymers is unveiled, we can improve the piezoelectric and pyroelectric properties of ferroelectric polymers and contribute to the development of next-generation sensor, energy, transducer and actuator applications.

• Tribology and Lubricants
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• 제27권4호
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• pp.213-217
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• 2011

In this study, friction characteristics using elastomeric actuator with Magneto-rheological (MR) materials are identified. Typically, Magneto-rheological materials are divided into two groups by MR fluid in fluid state and MR elastomer in solid state like rubber. The stiffness characteristics of Magneto-rheological material can be changed as magnetic field is applied. MR fluid has been applied to various industry fields such as to brake, clutch, damper, engine mount and etc. However, MR fluid has been used under the sealed condition to prevent leaking issues. In order to overcome these problems, MR elastomer that has same property as MR fluid has been developed and studied. MR elastomer mainly consists of polymer material such as natural rubber or silicon rubber with particles that can be polarized with magnetic field. And it is called as a smart material since its stiffness and damping characteristics can be changed. In this study, MR elastomer is produced and pin-on-disc tests are carried out to identify the friction characteristics of the material. Several test conditions are applied to evaluate the feasibility to use as a smart actuator in the field of vibration control.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권6호
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• pp.657-682
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• 2011

This paper presents the dynamic analysis on the joint torque of a finger for the tip pinch task. The dynamic model on finger movement was developed in order to predict the joint torques of an index finger, and the finger was assumed as a three-link planar manipulator. Analysis of the model revealed that the joint stiffness was one of the most important parameters affecting the joint torque. The stiffness of the finger joint was experimentally measured, and it was used in analyzing the finger joint torque required for performing the tip pinch task. The obtained joint torque for the tip pinch task will be used as the design requirements of the finger exoskeletal orthosis actuated by the polymer actuator whose allowable torque limit is relatively low compared to that of a mechanical actuator.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권4호
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• pp.161-167
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• 2002

For the purpose of applying to micro-actuator, thermal properties and displacement of electrostrictive polyurethane(PU) elastomers have been measured. In order to understand an effect of PU component, crosslinking agent are controlled by 0.5 wt% and 1 wt%. DMPA and anther chain extenders were used. PU sample that chain extenders are DMPA is added NaOH for comprehension of effect of ionic groups. The deposited electrode sire on PU films is equal to acrylic holder size when the displacement was measured. Dynamic response according to frequency, displacement and recovery time according to PU thickness were measured. 1 wt% crosslinking agent contents PU samples have higher displacement and lower recovery time than 0.5 wt% crosslinking agent contents PU. If the PU thickness is increased, the actuating voltage for generating of same displacement is increased, too.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권4호
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• pp.198-201
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• 2007

Multi-walled carbon nanotube (M-CNT)/Nafion nanocomposites were prepared by solution casting to elucidate the effect of M-CNT addition, from 0 to 7 wt%, on the viscoelastic behavior of the composites. The M-CNT bundles induced by the Nafion polymer were determined to be uniformly distributed for the 1 wt% M-CNT/Nafion nanocomposites. The 1 wt% M-CNT/Nafion composite exhibited the highest blocking stress of 2.3 kPa due to its high elastic modulus of 0.485 GPa. From a dynamic mechanical analysis, the 1 wt% M-CNT had the highest storage and loss moduli compared with the other samples in all frequency and temperature ranges. From the storage modulus data, the M-CNT loaded composites had similar $T_g$ values near $120^{\circ}C$. The glass transition temperatures of the M-CNT loaded composites were $120^{\circ}C$ (1 wt%), $117^{\circ}C$ (3 wt%), $117^{\circ}C$ (5 wt%), and $135^{\circ}C$ (7 wt%), suggesting that the effect of the M-CNTs on the Nafion film begins at 1 wt%. Thus, it has been concluded that the 1 wt% M-CNT disported composite is attractive for actuator applications.

• 센서학회지
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• 제7권4호
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• pp.285-292
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• 1998

형상기억합금은 액츄에이터로서의 우수한 특성으로 인해 공학의 많은 분야에서 사용되고 있다. 그 중의 한 예로서 복합재료 구조물에 삽입되어 지능형 복합재료 구조물의 작동소재로서 유용하게 사용될 수 있다. 형상기억합금 선의 전기저항은 변형률에 대하여 큰 영향을 받는데, 이를 이용하여 형상기억합금 선을 이들 물리량에 대한 센서로 활용할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 복합재료 보에 삽입된 형상기억합금 액츄에이터의 센서로서의 활용 가능성을 연구 조사하여 이를 변위센서로 활용할 수 있음을 밝혔다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권5호
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• pp.49-53
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• 2011

This study concerns about wireless power generation that uses the energy harvester with EAP actuator. The UWSN(Underwater Wireless Sensor Network) has been considered many times by many researches. Because the information of underwater is getting important to secure the resource or to predict the meteorological phenomena. But the sensor node in the UWSN is driven by the acoustic wave to communicate with other sensor node. And this acoustic wave usually spends a 100 times energy than the RF(Radio Frequency) wave due to transfermation medium(sea water). Therefore the power source of the sensor node is very important that is needed to improve in the UWSN. For this purpose, the energy harvester is made by the acrylic elastomer in this study. And the electrode is modified with an aluminum impurity to improve the efficiency of energy harvester. After that, the modified energy harvester is experimented to confirm the improvement of the energy efficiency.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1865-1870
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• 2010

이 논문에서는 뉴럴네트워크 모델에 기초하여 셀프 센싱이 가능한 IPMC 액추에이터를 개발하고자 한다. IPMC의 양면에 있는 두 개의 지정된 점에서 측정된 입력 전압과 입력 신호들을 뉴럴네트워크 모델의 입력 신호로 사용한다. CCD 레이저 변위 센서는 제시된 뉴럴네트워크 모델의 학습된 출력값으로 사용되는 IPMC 끝의 변위를 정확히 측정하기 위해 설치된다. 결과적으로 뉴럴네트워크 모델은 수집된 입력/출력 학습데이터에 의해 최대한으로 활용된 IPMC의 끝의 변위를 평가하기 위해 만들어진다. IPMC 액추에이터를 위해 설계된 모델의 효율성은 결과들을 모델링함으로서 증명되어진다.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.169-274
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• 2024

최근 외부 자극에 따라 팽창과 수축을 가역적으로 반복하며 형태가 변하는 소재가 주목받고 있다. 이러한 소재는 소프트 로봇, 센서, 인공근육 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고온 물질에 감응하여 이를 보호하거나 감쌀 수 있는 새로운 소재를 제안하였다. 이를 위해, 네마틱-등방성 전이 성질을 지닌 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer, LCE)와 높은 기계적 강도와 고온 수치 안정성을 지닌 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하였다. 용액공정으로 합성된 도프 용액을 마이크로 프린팅 기법에 도입하여 mm 미만의 마이크론 선폭을 지닌 LCE/PI 이중층 구조 2차원 패턴을 개발하였다. 벌집구조로 패턴된 LCE/PI 이중층 메쉬는 PI의 기계적 강도와 LCE 고온 수축 거동의 장점을 동시에 가지고 있었고, LCE 선택적 프린팅을 통해 고온에서 원하는 방향으로의 변형을 유도할 수 있었다. 그 결과, 특정 고온 물질을 가역 반복적으로 감쌀 수 있는 기능을 구현하였다. 본 연구는 LCE 분자 변화에 따라 다양한 온도 구간에서 전기에너지 인가없이 기능을 구현할 수 있는 다양한 액추에이터 분야의 응용 가능성을 시사한다.