○ 본 연구의 최종 목표는 '탄소나노튜브 혼합물의 적층구조를 이용한 높은 민감도 및 넓은 범위의 압력 측정 센서 설계 및 적층제조 연구'로서, 동일한 재료와 동일한 성형 장비를 사용하여 제작하는 센서의 형상만을 달리하여 작은 압력 변화에도 높은 민감도를 갖는 센서, 넓은 하중 인식 범위를 갖는 센서 등 사용자의 목적에 맞는 성능을 구현할 수 있는 사용자 맞...

○ 적층 성형을 위한 압력 감응재 제작 연구 ∙ 전기 전도성이 우수한 다중벽 탄소 나노 튜브(Multi-walled Carbon NanoTubes, MWCNT)를 기반으로 유연성을 갖는 폴리머 Polydimethylsiloxane(PDMS)를 혼합하여 유연, 신축성을 갖고 전기 전도성을 갖는 압력 감응재 제작 공정 연구. ∙ MWCNT와 PDMS의 혼합물인 압력 감응재 내에 압력이 가해지면 혼합물 내에 MWCNT 내에 입자 배열이 달라져 전기 저항이 변화함. 본 연구에서는 압력 감응재에 외력이 가해질 때 전기 저항이 감소하는 NPCR(Negative pressure coefficient of resistance) 효과를 이용한 압저항 압력 센서를 개발하고자 함. ○ 압력 감응재를 이용한 센서 적층을 위한 압력 감응재의 성형성 연구 ∙ 본 연구에서는 적층 제조 공정 중 “직접 주사 공정(Direct Writing, DW)”를 이용하여 유연 압력 센서를 적층하여 제작할 예정임. 변수들에 따른 센서의 성형 양상에 대한 기초 연구 진행. ○ 다층구조 센서의 적층성 향상 연구 ∙ 센서의 다양한 형상 구현을 위해 ‘적층’하여 센서를 제작. 압력 감응재의 적층 제조를 위한 변수를 도출하고, 이를 적절히 제어하여 최적의 적층 조건 연구. ○ 다양한 형태의 압력 감지를 위한 최적의 센서 형상 탐색 연구 ∙ 본 연구에서 개발하고자 하는 유연 ‘압력’ 센서임. 효과적인 압력 인지 센서 구조를 구상하기 위해 인체의 압력 인지 기관인 피부의 구조를 모사하여 센서 제작 고려. ○ 센서의 적층 높이별 전기적 성능 평가 연구 ∙ 동일 형상의 센서를 적층 높이를 다르게 했을 때의 저항 변화의 민감도, 압력 인지 범위 변화, 압축 응력이 제거되고 난 후 복원력 등을 평가. ○ 정하중, 동하중, 굽힘하중 등의 외력에 대한 전기적 성능 평가 연구 ∙ 적층 제조 공정을 이용하여 다양한 형상의 압력 센서 시편을 성형한 후 정하중, 동하중을 가했을 때의 저항 변화를 측정하여 하중이 가해졌을 때의 저항 반응 속도, 하중이 제거된 후 저항 회복 속도, 동일 압력 범위 내에서의 저항 변화 정도 등을 평가. ○ 내구성 확보 및 신뢰성 향상 연구 ∙ 센서의 형상은 전기적 특성뿐만 아니라 센서의 최대 압축 변위 등과 같은 기계적 성질에도 영향을 끼칠 것임. 전기적인 특성을 만족하면서도 형상 유지 등과 같은 기계적 특성이 우수한 형상을 도출하여 센서의 내구성을 확보하고 측정값의 신뢰성 향상 방안 모색. ○ 높은 민감도 및 넓은 압력범위를 갖는 맞춤형 유연 압력 센서 개발 연구 ∙ 높은 민감도 및 넓은 하중 범위를 가지는 압력 센서를 개발. ∙ 다양한 형상을 가지는 센서들의 조합함으로써 기존의 단일 구조를 가지는 센서 대비 더욱 민감하고 넓은 하중 인지 범위를 갖는 센서 개발.