| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 봄 (05/18 ~ 05/20, 여수 디오션리조트 ) |
| 권호 | 22권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | 초소수성 및 고전도성 특성을 나타내는 섬유 소재 개발에 관한 연구 |
| 초록 | 웨어러블 전자 소자는 다양한 전자 소자를 의복에 결합하여 사용자와 전자 소자간의 상호작용을 극대화한 것으로써, 그 적용 분야와 시장 규모가 나날이 확대되며 차세대 전자 장비로서 주목 받고 있는 분야이다. 초기의 웨어러블 전자 소자는 단지 완성된 전자제품을 의복에 부착하는 수준에 그쳐 부착된 전자제품이 사용자의 활동성을 크게 제한해 실생활에 적용하기에 한계가 있었다. 더 발전된 형태의 웨어러블 전자 소자, 즉 의복으로서 기능과 전자 소자로서의 기능을 동시에 구현한 웨어러블 전자 소자의 개발을 위해서는 섬유 형태의 전도성 섬유의 개발이 필수적이다. 전도성과 유연성, 그리고 내구성이 우수한 소재를 개발하기 위한 노력을 통해 현재까지 우수한 전도성과 뛰어난 물리적 특성을 갖는 다양한 전도성 섬유가 개발되었으나, 의류 형태로 웨어러블 전자 소자가 구현되었을 시 사용자의 체액이나 외부 오염원, 또는 습한 기후환경으로 인해 전자소자가 열화되거나 세탁 시에 전기적 성질을 상실하는 등의 문제가 발생하는 한계점이 존재한다. 한계를 극복하기 위한 방안으로 소자 구동 부분에 방수형 보호필름을 부착하는 연구가 진행되었지만, 보호 필름 제작 및 부착을 위해 추가적인 공정의 요구, 전자 소자의 성능 저하, 반복된 사용으로 인한 방수기능 상실 등의 문제점이 아직 존재한다. 또한 보호 필름의 부착은 사용자로 하여금 웨어러블 전자 소자에 대한 이질감을 갖게 한다. 따라서, 섬유 고유의 형태는 유지하면서 우수한 전도성, 뛰어난 물리적 성질 및 방수 특성을 가지는 소재의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유연성 폴리머와 금속 나노입자를 이용하여 고전도성 섬유를 제작하고, 표면처리를 진행하여 초소수성 고전도성 섬유를 구현하였다. 코어부가 되는 섬유로는 가벼우면서도 고강도 특성을 가지는 케블라(Kevlar) 섬유를 사용하였으며, 섬유 표면에 유연성 폴리머를 코팅하고 은 전구체를 흡수 및 환원시켜 고전도성을 구현하였다. 또한, 자가조립단분자막 형성을 통해 고전도성 섬유의 표면을 소수성으로 개질시켰다. 이렇게 제작된 섬유는 1 Ω/cm 미만의 낮은 저항 값을 나타내었고, 초소수성 특성에 의해 물이나 땀 등 용액에 젖지 않으며, 천 번이 넘는 반복된 변형 이후에도 고전도성 및 초소수성 표면 성질을 유지하는 안정성을 나타내었다. 또한 초소수성, 고전도성 섬유의 방수 특성으로 인하여 수중에서도 눈에 띄는 전기적 특성의 변화 없이 소자 구동이 가능함을 확인하였다. |
| 저자 | 최병우, 이재홍, 한희탁, 홍주리, 이상근, 신세라, 강수빈, 김현철, 이태윤 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | <P>초소수성; 전도성 섬유; 웨어러블</P> |
