고전도 자가 조립 센서, 차세대 웨어러블 기술 혁신 돕는다

Seoul펜실베이니아 주립대의 과학자들이 착용 기술, 소프트 로봇, 의료 기기에 적합한 새로운 소재를 개발했습니다. 이 소재는 부드럽고 신축성이 있으며 스스로 형성될 수 있습니다. 또한 조직과 장기와 유사한 특성을 지니도록 설계되었습니다.

주요 특징:

• 높은 전도성
• 부드럽고 신축성 있는 소재
• 별도의 활성화 과정 없이 스스로 조립 가능
• 3D 프린팅 가능

새로운 소재는 액체 금속, PEDOT:PSS라는 전도성 폴리머, 그리고 물을 좋아하는 일종의 폴리우레탄으로 구성되어 있습니다. 출력하고 가열하면, 하단의 액체 금속 입자들이 전기를 전도하는 경로를 만듭니다. 상단의 입자들은 절연층으로 변하여 신호가 새는 것을 방지합니다.

펜실베이니아 주립대의 공학 과학 및 역학 조교수인 타오 저우는 이전 방법들의 문제점을 지적했습니다. 기존의 액체 금속 기반 전도체를 사용한 접근법은 신축이나 레이저 사용 등 추가 과정을 필요로 했습니다. 이러한 추가 과정은 종종 기기 고장을 초래하고 절차를 복잡하게 만들었습니다.

펜실베이니아 주립대 팀이 개발한 새로운 방법은 불필요한 과정을 제거합니다. 이 소재는 이미 높은 전도성을 가지고 있으며, 이 개선으로 인해 웨어러블 기기가 더욱 신뢰할 수 있고 제작이 용이해졌습니다.

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전도층은 데이터를 정확하게 수집하는 데 중요합니다. 이는 근육 움직임을 기록하거나 신체의 변형을 측정하는 것과 같은 활동에 유용합니다. 절연층은 신호가 누출되는 것을 방지하여 데이터의 정확성을 보장합니다.

이 연구의 결과는 Advanced Materials에 게재되었습니다. 이 연구는 박사과정 학생인 Salahuddin Ahmed, Marzia Momin, Jiashu Ren, Hyunjin Lee에 의해 수행되었습니다. 이 연구는 국립 타이페이 기술대학교와 펜실베이니아 주립대학교의 협력 시드 그랜트 프로그램의 지원을 받았습니다.

저우는 이 소재가 3D 프린팅이 가능하다는 점을 강조했습니다. 이는 다양한 용도에 맞춰 맞춤형 기기를 제작하는 것을 더 쉽게 만듭니다. 팀은 주로 장애인을 돕기 위한 기술 개발에 집중하고 있습니다.

새로운 소재는 기존 방법에서 발견된 많은 문제를 해결합니다. 이 소재는 전기를 잘 전달하며 추가적인 절차 없이도 신뢰성 있게 작동합니다. 이 발견은 웨어러블 기술과 의료 기기를 개선할 수 있을 것입니다. 펜실베이니아 주립대학 팀은 이 소재의 다른 가능성도 계속 탐구하고 있습니다.