초록(국문)
최근 애플워치, 삼성기어 등 웨어러블 기기에 대한 관심이 높아지고 있다. 웨어러블 기기는 유연하여 자유자
재로 변화를 줄 수 있기 때문에 인체에 맞게 착용할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 액체 금속을 이용하여
피부에 부착 가능한 웨어러블 변형률 센서를 제작하고, 물리적인 변형을 가했을 때 그에 따른 저항변화를 측정
하였다. 변형률 센서의 본체는 유연성과 신축성이 좋은 실리콘 탄성 중합체로 제작하였다. 이는 장력에 대한 신
축성이 좋아 변형이 자유롭고 피부에 잘 부착되어 웨어러블 기기에 알맞은 조건의 소재로, 스핀코터로 얇고 고
르게 도포하고 경화시키는 과정을 통해 제작하였다. 얇게 도포한 실리콘 탄성 중합체 위에 3D 프린터를 이용하
여 갈륨과 인듐으로 제작한 액체 금속을 패터닝하였다. 액체금속은 상온에서 액체 상태로 유동적이기 때문에 기
기에 가해진 변형을 그대로 수용할 수 있다. 뿐만 아니라 기존 고체 금속에 비해 단선이 잘 일어나지 않고 전기
전도도가 더 높다는 장점이 있다. 제작 후 변형률 센서의 외부 응력으로 인한 변형에 따른 저항 변화를 디지털멀
티미터로 측정하였다. 변형률이 증가함에 따라 저항이 선형적으로 증가한다는 것을 관찰 할 수 있었고 이 센서
의 gauge factor를 구했을 때 0.507로 나타났다. 또한 손가락 관절에 부착하여 굽힘 각도에 다른 저항을 측정
하였다. 이를 통해 실제 손가락 관절의 변형률을 예측할 수 있어 관절을 굽힌 정도에 따른 신호입력기로의 개발
도 가능하다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 한 초박형 변형률 센서의 제작을 통해 인간의 피부와 같은 신축성
을 가지고, 인장, 압축, 비틀림 등의 다양한 외부 응력에 의해 변형 시 신호를 감지할 수 있는 차세대 인공피부와
같은 다양한 분야에 활용될 수 있을 것이라 기대된다. 본 연구에서는 한 가지 액체 금속 패턴의 변형률 센서로만
제한하여 실험하였으나, 액체 금속을 다양한 모양으로 패터닝하여 제작하면 더 정밀하게 측정가능하다.