초록 ▼

□ 연구개요
• 본 연구에서는 광 신호에 의해 구동되며, 굽힘 방식이 아닌 인장-수축 방식으로 구동하는 새로운 개념의 선형 광 액추에이터를 개발하는 것을 목표로 한다.
• 세부적으로 본 연구의 주요 목표는 에이조 벤젠 (Azobenzene) 의 광 신호에 따른 기하 이성 전환 특성(geometric isomerism, cis–trans isomerism)을 결정화된 액정 고분자 (crystallized Liquid crystal elestomer)의 기계적 강도 및 정렬 특성과 접목하여 1)입력되는 광 신호에 따라 기계적

□ 연구개요
• 본 연구에서는 광 신호에 의해 구동되며, 굽힘 방식이 아닌 인장-수축 방식으로 구동하는 새로운 개념의 선형 광 액추에이터를 개발하는 것을 목표로 한다.
• 세부적으로 본 연구의 주요 목표는 에이조 벤젠 (Azobenzene) 의 광 신호에 따른 기하 이성 전환 특성(geometric isomerism, cis–trans isomerism)을 결정화된 액정 고분자 (crystallized Liquid crystal elestomer)의 기계적 강도 및 정렬 특성과 접목하여 1)입력되는 광 신호에 따라 기계적 일을 할 수 있는 소재를 개발하고, 이를 이용하여 2)반복 구동이 가능하고 실질적 일을 수행할 수 있는 선형 포토 액추에이터(tensile photo actuator)를 제작하는데 있다

□ 연구 목표대비 연구결과
• 액정 고분자 기반의 광반응 유연 구동기 제작을 위해 에이조벤젠, 액정고분자 복합 재료 제작 방법 및 기술을 확보함
• 에이조벤젠과 액정고분자의 혼합을 통해 주재료를 합성하고 해당 재료의 기계적, 광적 특성에 대한 분석을 수행함
• 에이조벤젠 함량에 따른 재료의 광반응성 및 유연 구동기 재료로써의 기계적 물성을 분석함
• 필름과 파이버 두 가지 형태의 시편을 제작하고 Danamic Mechanical Anlysis(DMA) 분석을 실시함으로써 형태에 따른 재료의 기계적 물성을 확인함.
• 꼬임 첨가 제어장치를 구축 및 활용하여 셀프 코일 형태의 유연 구동기를 제작하였으며, 이중 광원 광학계를 활용하여 그 성능을 분석함.
• 셀프 코일 타입의 구동기 변형률 한계를 극복하기 위하여 멘드릴 코일 형태의 유연 구동기 제작 공정을 개발함.

□ 연구개발결과의 중요성
• 산업적 기반기술로서의 중요성: 유연 구동기 제작 관련 연구가 실용적 기술 개발로 연결된 사례는 극히 적고 이는 유연 구동기의 한정적인 구동방식에 기인한다. 본 과제를 통해 광에 반응하여 선형으로 구동되는 유연 구동기를 제작함으로써 기존의 한계를 극복할 수 있는 새로운 형태의 유연 구동기 제작 가능성을 확인하였으며 해당 연그 성과를 바탕으로 한 후속 연구를 통해 산업적으로 유의미한 수준의 구동력 및 일률을 갖는 구동기를 제작함으로써 유연 구동기의 새로운 연구 방향 및 실용화의 기반기술을 제공할 수 있을 것으로 예상된다.
• 기초 학문적 활용: 광에 의해 구동되는 소프트 액추에이터의 경우, 입력 자극 수신을 위한 외부와의 연결선이 요구되지 않을 뿐 아니라 신호의 입력이 매우 간단하고 정교하게 이루어질 수 있기 때문에 기존의 유연 구동기와 비교하여 다양한 이점을 갖는다. 광반응 분자구조 변형 특성 및 고도의 꼬임 기반 코일 구조를 활용하여 상당한 변형률 및 힘을 낼 수 있는 선형 구동 액추에이터 제작을 목표로 하였으며 그에 상응하는 연구 결과를 통해 기존의 광 액추에이터를 포함한 소프트 액추에이터 전 분야에서 연구 패러다임의 전환과 더불어 신 분야 개척 의의를 동시에 갖는다고 할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구개발의 목표 및 개괄 요약 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.1 에이조벤젠과 액정고분자 기반의 주재료 합성 및 특성 분석 ... 4
• 2.2 주재료를 활용한 유연 구동기 제작 공정 확보 및 기본 물성 분석 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 3-1. 산업적 기반기술로서의 중요성 ... 9
• 3-2. 광으로 구동되는 최초의 꼬임 기반 코일형 액추에이터 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10