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곽현수(포항공과대학교 기계공학부)
2022-07-05
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이를 해결하기 위해 다양한 시도들이 존재해왔습니다. 대표적으로 전도성 코팅의 물질에 변화를 주거나 또다른 층을 코팅하여 신축성과 민감도를 보완하였습니다. 첫번째로는 전도성 코팅 물질 변화에 따른 성능개선에 대한 경우로 Fig. 1에서 볼 수 있습니다. 코팅 물질에 탄소 나노 튜브가 포함된 잉크를 부드러운 물질 위에 도포하고 시편의 균열을 위해 늘리게되면 a와 같이 조각들이 균열로 인해 멀어지더라도 탄소 나노 튜브는 잉크의 물성보다 뛰어나기 때문에 끊어지지 않습니다. 이로 인해 기존 균열 기반 스트레인 게이지와는 다르게 높은 변형에도 전기전도성을 유지할 수 있는 개선된 신축성을 얻을 수 있습니다.  이전 연구와는 달리 폴리머가 아닌 TPU라는 직물 매트 위에 코팅 작업이 진행되었으며, TPU위에는 탄소 나노 튜브 잉크를 간단한 스프레이 방식으로 도포하고 이를 자연 건조하여 굳힙니다. 이후 사전 변형 과정을 통해 균열을 만들어 변형률에 따라 저항이 변할 수 있게 만들고 마지막으로 양끝단에 전극을 부착하여 간단한 방식으로 고성능 스트레인 게이지를 제작하였습니다.  이들은 센서 성능 평가를 동시에 진행을 하였습니다. Fig.2 의 그래프는 변형률에 따른 스트레인 게이지의 저항 변화를 나타낸 그래프로 이전 연구와는 달리 0 ~ 300 %라는 넓은 가동범위에서 최대 83,982의 높은 GF지수를 얻을 수 있었고 결과적으로 이전 연구와 비교하였을 때 트레이드 오프 현상을 완전히 극복하였습니다.  |
- 스트레인 게이지의 저항 변화
- GF지수
- 탄소 나노 튜브 잉크
- 전기전도성
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