Carbon Black과 Ecoflex에 의한 유연한 Composite 의 Strain Sensor

Abstract

국 문 요 지

최근 사람의 몸에 착용 가능한 소재를 다양한 분야에 적용하기 위한 많은 연구가 요구되면서 유연한 Composite에 대한 연구가 급격하게 늘어나는 추세이다. 본 논문에서는 유연한 Composite으로 Ecoflex와 Carbon Black을 혼합한 Carbon Black Ecoflex Composite (CBEC)을 제안한다. CBEC는 유연성과 신축성이 우수하여 신체 외부 신호에 대해 보다 더 민감하게 반응할 수 있는 소자로 사용될 수 있다. CBEC의 제작 과정에서 Ecoflex-Hexane Solution과 Carbon Black-Hexane Solution을 균일하게 혼합시키고, 그 다음 진공상태에서 혼합물 속의 기포를 제거한다. 그리고 고온상태를 유지하여 액체상태의 CBEC를 고형화 시킨다. 고형화 된 CBEC의 신축성과 응답시간, 안정한 신축성을 비교 고찰하기 위해 Carbon Black의 농도와 Strain의 변화율, 그리고 CBEC의 두께를 변화시키며, 저항의 변화율을 관찰한다. 그리고 CBEC의 신축성과 응답시간을 확인하기 위해 Carbon Black의 농도가 1.5%, 2.0%, 2.5% 일 때와, Strain 변화율이 0%부터 100%까지의 변화와, 각각 두께를 다르게 하여 측정한다. 결과적으로, Carbon Black 농도가 1.5%일 때와, 두께가 가장 얇은 0.025cm일 때, 저항변화율이 가장 크게 관찰되며, 따라서 신축성과 응답시간이 가장 우수하다. CBEC의 안정한 신축성을 확인하기 위해서 Strain을 인가하는 방향으로 CBEC의 길이의 원상태 길이의 50%가 더 늘어나도록 Strain을 인가하여 원상태의 회복 여부를 확인하였고, 연속적으로 CBEC의 길이를 원상태 길이의 0%부터 100%까지 늘렸을 때와, 원상태 길이의 100%부터 0%까지 줄어들 때 회복상태를 측정하였다. 결과적으로, Carbon Black농도가 1.5% 이고, 두께가 0.025cm에서 저항변화율이 가장 크게 관찰되었다.