초록 ▼

※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
고체/액체 두 가지 상이 공존하는 Biphasic 액체금속 잉크를 제작하여 1) 금속과 같이 높은 전기전도도 2) 고인장을 가해도 전기적 성질에 변화가 없는 성질 유도 (10배 인장 시 5배 이내 저항변화) 3) Intrinsic conductivity 성능을 가지는 부드러운 전자재료를 제작하며, 이를 이용하여 늘어날 수 있는 다층구조의 전자회로를 구현함

◎ 전체 내용
□ 이상 구조의 액체금속 파티클 필름 형성
○ 순수 액체금속에 비해 인장에 의한 저항변화가

※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
고체/액체 두 가지 상이 공존하는 Biphasic 액체금속 잉크를 제작하여 1) 금속과 같이 높은 전기전도도 2) 고인장을 가해도 전기적 성질에 변화가 없는 성질 유도 (10배 인장 시 5배 이내 저항변화) 3) Intrinsic conductivity 성능을 가지는 부드러운 전자재료를 제작하며, 이를 이용하여 늘어날 수 있는 다층구조의 전자회로를 구현함

◎ 전체 내용
□ 이상 구조의 액체금속 파티클 필름 형성
○ 순수 액체금속에 비해 인장에 의한 저항변화가 적은 파티클 구조를 선정하여 안정적인 신호 전달이 가능한 전극으로 개발.
○ 기존과 다르게 크기와 물성이 다른 두 가지 입자를(LMP, RLMP) 각각 제작한 후 균일하게 섞이도록 유도함. 첫 번째 입자와 달리 두 번째 입자는 산화그래핀 시트를 액체금속 입자에 화학적으로 부착하여 고체와 같은 물성을 얻음. 고체와 같은 성질을 갖기 때문에 인장 둔감성을 가짐.
○ 균일하게 섞인 이상 (biphasic) 구조에 의해서 인장에 둔감한 신축성 전극을 개발. 두 입자간의 연결성이 최대로 형성되기 때문임.
□ 공용매 (co-solvent) 시스템에서 마랑고니 효과를 유도
○ 증기압의 차이가 큰 두 가지 용매를 섞을 경우 표면장력 차이에 의해 용액 내부에 매우 복잡한 유동 현상이 발생한다. 이 유동을 활용해 서로 다른 물성을 갖는 액체 금속 입자들이 층분리되는 것을 방지하여 균일하게 섞이도록 함. 본 연구에서는 이 효과를 극대화하기 위해 DMSO와 에탄올 두 용매를 선정함.
○ 특히, 작은 입자들이 큰 입자 사이사이에 분포하도록 하여 전기적 저항이 감소하지 않는 효과를 이용해 원하는 구조 완성.
□ 웨어러블 소자 적용을 위한 인장에 영향받지 않는 회로 구축
○ 안정적으로 신호를 전달하기 위해 기계적, 전기적으로 안정적인 전극을 형성하여 전기적 신호를 매우 안정적으로 전달
○ 신축에도 신호가 바뀌지 않는 점을 활용해 안정적으로 데이터 전달 및 처리하고, 이를 뉴로모픽 신호 처리까지 적용함.

※ 연구개발성과
○ 논문
- Self-mixed biphasic liquid metal composite with ultra-high stretchability and strain-insensitivity for neuromorphic circuits, under review (Advanced Materials)

※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 실제 촉감을 분류하는 전자 시스템을 인체 혹은 로봇에 적용하여 가상현실, 로봇 팔 등에 적용할 수 있을 것으로 기대함.
○ 촉각 정보 외에도 실시간으로 수많은 데이터를 받아들여 인간을 모방하여 정보를 효율적으로 처리해야 하는 분야에 적용할 수 있음.
○ 헬스케어 분야에서 인공기관에 적용할 수 있으며 제조업, 의료산업에서 섬세한 촉각 정보를 제공해 미세적으로 제어할 수 있을 것으로 기대함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 1) 연구수행 결과 ... 7
• 2) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 14
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 14
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 끝페이지 ... 18