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스트레인과 온도 모니터링을 위한 이형 접합 구조의 합성물 기반 스트레쳐블 하이 브리드 센서

스트레인과 온도 모니터링을 위한 이형 접합 구조의 합성물 기반 스트레쳐블 하이 브리드 센서

전자 피부는 압력, 온도 그리고 복잡한 환경 자극에 대한 여러 요인들을 감지할 수 있는 피부와 유사한 기능 을 수행하기 위해 다기능 센서를 통합해야 한다. 본 연구 에서는, 고유의 하이브리드 방식 센서 설계를 통해 서로 간섭하지 않고 스트레인과 온도를 측정할 수 있고 높은 정확도를 가지는 하이브리드 센서를 개발하였다. 하이브 리드 센서는 간단한 CO2 레이저 조사로 제작 가능한 레 이저로 새겨진 그래핀 (laser-induced graphene, LIG) 과 높은 캐리어 이동성 및 조정 가능한 직접 천이 (direct band gap)의 장점을 지닌 흑린 (black phosphorus, BP) 합성물을 활용하여 제작되었다. 또한, 유연하고 신축성 있는 polystyrene-blockpoly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene (SEBS) 기판 위의 이형 접합 구조의 합성물 기반 하이 브리드 센서는 10,000 회의 이상의 변형 반복 실험에 걸 쳐 뛰어난 재현성과 낮은 감지 한계 (0.023 %)를 보였으 며, BP@LIG 소재를 활용함으로써 높은 민감성과 선형성 (R2 =0.96)을 보였다. 이형 접합 구조의 하이브리드 센서 는 25 - 50 °C의 넓은 온도범위에서 우수하고 안정적 인 성능을 보였다.

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