초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
그래핀에 플렉서블 전자기술을 적용하여 새로운 재료 및 공정을 개발함. 특히 이를 이용하여 다양한 생체모사 혹은 생체친화형 디바이스에 적용함. 연구주제를 요약하면 다음과 같음.
1. 화학기상증착법, 화학적 산화에 의한 그래핀 제조법 및 필름화 기법을 체계화 함.
2. 몰딩 및 스핀코팅을 이용해 다양한 형태의 그래핀 전극을 제조하고 액츄에이터의 전극으로 활용함.
3. 포토리소그래피 공정을 통해 그래핀 전극을 패터닝하며 이차원 레이아웃의 전극을 개발하며 그래핀 전극을 이미지 센서, 촉각 센서

□ 연구의 목적 및 내용
그래핀에 플렉서블 전자기술을 적용하여 새로운 재료 및 공정을 개발함. 특히 이를 이용하여 다양한 생체모사 혹은 생체친화형 디바이스에 적용함. 연구주제를 요약하면 다음과 같음.
1. 화학기상증착법, 화학적 산화에 의한 그래핀 제조법 및 필름화 기법을 체계화 함.
2. 몰딩 및 스핀코팅을 이용해 다양한 형태의 그래핀 전극을 제조하고 액츄에이터의 전극으로 활용함.
3. 포토리소그래피 공정을 통해 그래핀 전극을 패터닝하며 이차원 레이아웃의 전극을 개발하며 그래핀 전극을 이미지 센서, 촉각 센서에 활용함.

□ 연구결과
1. 그래핀 제조 및 박막화 및 두께 분석
• 화학기상증착 그래핀 및 전사공정 기법을 개발하여 전극에 활용
• 산화그래핀 제조 및 환원 박막 및 필름화 기법을 확립 필름을 전극에 응용
• 그래핀 가시화 연구 분야에서 광학필터를 이용하고 새로운 파라미터를 도입
• 그래핀 색깔을 계산할 수 있는 프로그램 개발

2. 그래핀 기반 전극 및 액츄에이터 개발
• 합성된 그래핀을 투명전극, 액츄에이터 전극, 플렉서블 전극에 활용
• 마이크로 플렉서블 렌즈 제조 및 기계적 해석을 수행을 통한 중요한 렌즈 형상 파라미터 선정
• 그래핀 열음향 장치를 제작하고 음향 주파수 스펙트럼을 분석
• 정전압식 액츄에이터를 개발하고 다양한 외부 전압 인가 조건에 따른 작동특성을 평가
• 전기활성폴리머 액츄에이터의 개발 및 평가 그래핀 적용

3. 그래핀 전극 패터닝 기법 개발 및 기타 연구
• 그래핀 기반 나노복합재를 개발하고 진동 감쇠특성을 평가
• 그래핀의 열전달 특성 향상을 LED 방열장치에 적용하기 위한 열전달 성능 평가장치 개발
• 그래핀 에너지 저장매체 응용을 위해 슈퍼캐패시터 용량특성을 개발
• 리소그래피 공정을 적용한 그래핀 기반 신축성 전극 개발

□ 연구결과의 활용계획
• 그래핀 제조 및 박막화 기법은 그래핀을 응용하기 위한 기반기술로서 매우 중요한 위치를 가짐.
• 색깔 계산 프로그램을 활용하여 그래핀의 겹 수 및 두께를 손쉽게 파악할 수 있음.
• 그래핀 가시성 최적화 기법을 활용하여 그래핀을 광학적 방법으로 가시화할 수 있음.
• 플렉서블 렌즈 어레이를 이용하여 자유로운 변형이 가능한 이미징 디바이스를 개발할 수 있음.
• 기존의 전기활성폴리머 액츄에이터에 그래핀을 혼합함으로써 기계적인 성질을 크게 향상시킬 수 있음.
• 나일론 계통의 폴리머에 그래핀 나노카본을 혼합하여 기계적 성질이 향상된 복합재를 제조할 수 있으며 각종 기계부품으로 활용할 수 있음.
(출처:요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
In this research titled "developing bio-engineering elements based on graphene and flexible electronics", we propose to develope various biomimetic/biocompatible elements based on graphene and flexible electronics. Research objectives are summarized as follows.
1. Synthesis

□ Purpose& contents
In this research titled "developing bio-engineering elements based on graphene and flexible electronics", we propose to develope various biomimetic/biocompatible elements based on graphene and flexible electronics. Research objectives are summarized as follows.
1. Synthesis & fabricate graphene-based materials from chemical vapor deposition and Hummer’s method and develop film deposition techniques
2. Create various graphene electrodes using molding and spin casting and applied graphene electrode to electroactive polymer actuators.
3. Develop methods for patterning graphene electrode into two-dimensional array and apply electrodes to interconnection lines for electronic eye cameras and tactile sensors.

□ Result
1. Graphene synthesis and film fabrication
• Synthesized graphene from chemical vapor deposition and developed transferring methods
• Fabricated graphene oxide and developed methods for reducing graphene oxide and fim fabrication
• Excellent results have been obtained related with graphene visibility enhancement and colors calculation

2. Applications of graphene electrode and development of graphene based actuators
• Applied synthesized graphene to transparent electrodes, actuator and flexible devices
• Obtained excellent result related with micro flexible lens fabrication and analysis
• Fabricated graphene thermo-acoustic device and determined sound generation characteristics
• Developed graphene-based electrostatic actuator and evaluated its performance
• Developed graphene-based electroactive polymer actuator

3. Development of graphene patterning techniques and applications
(※These researches require various equipments, therefore research details are slightly modified based on approval.)
• Vibration damping properties of nanocomposite are measured
• Evaluated the effect of graphene on thermal conductivity
• Applied graphene-oxide to electrodes of energy storage devices
• Patterned graphene as an array electrode (researches on going)

□ Expected Contribution
• Graphene synthesis and film deposition techniques are fundamental to find applications based on graphene
• Layer number and thickness of graphene can be easily determined by graphene color calculation program
• By graphene visibility enhancement method, graphene can be easily visualized by simple optical microscopy
• Using flexible lens array, flexible, deformable imaging devices can be developed
• Graphene-oxide enhanced mechanical properties of elctroactive polymer actuators
• By dispersing graphene into PA66, mechanical properties are greatly improved
(출처:SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 22 5. 연구결과의 활용계획 ... 23 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 24 7. 참고문헌 ... 25 8. 연구성과 ... 27 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 37 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 37 11. 기타사항 ... 37끝페이지 ... 37