| 초록 |
압력, 온도, 진동 등의 다양한 물리적 자극을 감지할 수 있는 인공전자피부에 대한 연구는 최근 로보틱스, 웨어러블 디바이스, 헬스케어 및 의료 진단용 기기 등의 다양한 응용 분야에서 핵심적인 기술 요소로 자리잡고 있다. 본 연구에서는 사람 손가락 피부의 구조 및 자극 수용체의 기능을 모사하여 정적/동적 촉각 및 온도를 구분 감지하고, 동시에 표면 질감 감지 특성을 보유한 고민감도, 다기능성 인공전자피부를 구현하였다. 특히, 사람 손가락 피부의 표피-진피층 사이의 맞물린 마이크로 구조는 응력집중 효과가 있어서 자극수용체가 민감하게 촉각을 감지할 수 있는데, 이를 모사하여 맞물린 마이크로돔 구조의 PDMS/CNT 복합소재 전자피부를 제조하여 외부 촉각자극을 높은 민감도로 검출할 수 있다. 또한, PVDF/rGO 마이크로돔 복합소재 기반으로 압전, 압저항, 초전 특성 기반의 정적/동적 촉각 및 온도 구분 감지 특성을 확보하고, 또한 손가락 지문 성능을 모사하여 전자피부에 탄성 소재 기반의 인공지문 패턴을 도입함으로써 표면 질감, 거칠기, 경도 등을 인식할 수 있는 고민감도, 다기능성 플렉서블 전자피부를 구현하였다. 웨어러블 소자 응용 측면에서, 제작된 고민감도, 다기능성 인공전자피부를 이용하여 기존 생체신호(음성, 맥박, 호흡 등) 센서 대비 높은 특성을 보유한 생체신호 감지 소자로의 응용연구를 진행하였다. |
