| 초록 |
본 연구에서는 에너지 저장장치로서 고체상 마이크로 수퍼커패시터 어레이를 변형가능한 스트레처블 기판에 집적하여, 40%의 외부 스트레인에도 전기화학적 특성이 안정적임을 보고한다. 연구에 사용한 스트레처블 기판은 상대적으로 modulus가 높은 PDMS 아일랜드와 modulus가 낮은 Ecoflex를 PDMS와 섞어 만든 얇은 필름으로 구성하여, 외부에서 스트레인을 가할 때 PDMS 아일랜드에는 스트레인이 최소화되도록 하였다. 유한요소법 (Finite Element Method, FEM) 으로 40%의 스트레인을 가했을 때, 아일랜드 사이의 필름에는 107%, PDMS 아일랜드에는 0.47%의 스트레인이 가해지는 것을 확인하였다. PDMS 위에 위치하는 수퍼커패시터와, 기판에 내장된 액체 금속인 Galinstan 연결선은 은 나노선을 이용하여 전기적인 컨택을 만들었다. 기판의 위 아래 양면에 마이크로 수퍼커패시터를 어레이 형태로 집적하여, 집적도를 높였을 뿐 아니라, 전체 용량과 전압 구동 범위를 조절할 수 있었다. 또한 제작된 평면형 마이크로 수퍼커패시터를 다양한 회로로 구성하여 출력 전압을 높여, 여러 전압대의 LED를 40% 까지 스트레칭하며 구동할 수 있으며, 반복된 변형에도 안정함을 확인하였다. 이러한 결과는 에너지 저장장치가 내장된 다양한 웨어러블 소자나 인체 적용 가능한 스트레처블 소자의 개발에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다. |
