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셀룰로오스 기반 Electro-Active Paper (EAPap)를 이용한 변형률 센서 응용
Strain Sensor Application using Cellulose Electro-Active Paper (EAPap) 원문보기

한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집, 2009 Apr. 23, 2009년, pp.462 - 465  

장상동 (인하대학교 기계공학과 대학원) ,  이상우 (인하대학교 기계공학과) ,  김주형 (인하대학교) ,  김재환 (인하대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cellulose based electro-active paper (EAPap) is a new smart material that has a potential to be used in biomimetic actuator and sensor. Beside of the natural abundance, cellulose EAPap is fascinating with its biodegradability, lightweight, high mechanical strength and low actuation voltage. An actua...

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문제 정의

  • 굽힘 변위를 다르게 주었을 때 EAPap 에서 발생하는 전기적 신호의 변화를 알아보기 위한 실험을 수행하였다. Fig.
  • 본 논문에서는 EAPap이 가지는 전기-기계적인 특성과 우수한 기계적 강도를 이용하여 인장 변형률 및 굽힘 변형률을 측정하는 센서로 응용 가능성을 실험해 보았다. 실험을 위해 셀룰로오스 필름을 직접 제작하였고, 압전 특성을 높이기 위하여 제조과정 중에 필름을 늘리는 방법을 사용하였다.
  • 본 논문에서는 셀룰로오스 EAPap의 센서로 이용 가능성을 알아보기 위하여 EAPap 에 기계적 응력을 가하였을 때 발생하는 전기적 신호를 측정하여 그 상관관계를 파악하고 센서로서의 응용가능성을 제시하고자 한다.
  • 셀룰로오스가 가지는 압전특성은 이미 1968 년 Fukada 에 의해 목재가 지니는 압전 특성에 대한 연구를 통해 학계에 보고됨으로써 알려지게 되었다. 셀룰로오스는 단사정계 결정구조 (monoclinic crystal structure)를 지님으로, 기계적인 응력에 의해 전기분극 현상이 발생하거나 외부 전기장에 의해 기계적 변형이 발생하게 된다 [6].
  • 셀룰로오스 EAPap에 굽힘 변형이 발생하면 변형률에 비례하여 전류나 전압 신호가 발생하게 된다. 이에 굽힘 변형률 센서로써 가능성을 알아보기 위한 실험을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기활성 고분자는 구동원리에 따라 어떻게 구분되는가? 셀룰로오스 EAPap (electro-active Paper)는 셀룰로오스를 기반으로 한 전기 활성 고분자 (Electro-active polymer, EAP)의 일종으로 전기적인 신호에 반응하여 기계적 변형을 일으키는 천연 고분자 물질이다. 전기활성 고분자는 그 구동원리에 따라 압전 고분자(piezoelectric polymer), 이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer metal composite), 유전성 탄성체(dielectric elastomer), 전도성고분자 (conductive polymer)등으로 구분된다 [1].
셀룰로오스의 화학식은 무엇인가? 셀룰로오스의 화학구조는 D-글루코오스가 β -1, 4 결합으로 다수 중합되어 있으며 사슬형태로 연결되어 있다. 화학식은 (C6H10O5)n 으로, 냄새가 없는 백색 고체이며 물에 녹지 않는다. 셀룰로오스는 다당류 중에서 분자량이 가장 큰 물질로 분자량은 천연상태에서 수만~수십만에 이르는 것으로 보고되고 있다 [5].
셀룰로오스 EAPap는 무엇인가? 셀룰로오스 (Cellulose)는 자연으로부터 얻을 수 있는 천연 고분자로 인류의 역사와 함께 오랜 기간 동안 다양한 분야에 사용되어왔다. 셀룰로오스 EAPap (electro-active Paper)는 셀룰로오스를 기반으로 한 전기 활성 고분자 (Electro-active polymer, EAP)의 일종으로 전기적인 신호에 반응하여 기계적 변형을 일으키는 천연 고분자 물질이다. 전기활성 고분자는 그 구동원리에 따라 압전 고분자(piezoelectric polymer), 이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer metal composite), 유전성 탄성체(dielectric elastomer), 전도성고분자 (conductive polymer)등으로 구분된다 [1].
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