피부에 그릴 수 있는 그래파이트 및 바이오 소재 기반 웨어러블 센서 개발 (Drawn-on-Skin Graphite-based Biomaterials Wearable Sensor)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 49권 / 2호 / 103 ~ 108페이지
· 저자명 : 조현호, 신은수, 최태환, 남우철, 김승한

초록

웨어러블 센서는 피부에 부착해 신체 상태를 모니터링할 수 있어 주목받고 있지만, 더 뛰어난 피부 접착력을 가진 센서의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 천연재료를 활용하여 피부에 그릴 수 있어 높은 피부 접착력을 지닌 그래파이트 기반 웨어러블 센서를 개발하였다. 이 센서는 식물성 오일, 비즈왁스, 그래파이트를 혼합해 가열한 뒤에 원하는 몰드에서 상온에서 냉각시켜 제작되었다. 식물성 오일은 센서의 피부에 대한 발림성을 향상시키고 그래파이트는 전기 전도성을 증대시키며 비즈 왁스는 각 성분의 결합력을 강화하는 역할을 한다. 성분 비율에 따라 센서의 성능이 달라지며 발림성과 전기 전도성을 고려하였을 때 그래파이트 60 wt%가 최적임을 확인하였다. 또한, 그래파이트의 소수성 때문에 센서는 방수 기능도 갖추었다. 개발된 센서는 근전도 센서로서의 활용 가능성을 확인하였으며 헬스케어 및 휴먼-머신 인터페이스와 같은 분야에서의 발전 가능성을 보여주었다.

영어초록

Wearable sensors, which are attached to the skin to monitor physical conditions, are gaining attention, however, there is a need for sensors with better skin adhesion. In this study, a graphite-based wearable sensor that can be drawn directly on the skin and exhibits high adhesion was developed using natural materials. The sensor was fabricated by mixing vegetable oil, beeswax, and graphite, heating the mixture, and then cooling it at room temperature in a desired mold. Vegetable oil enhances the spreadability of the sensor on the skin, graphite improves electrical conductivity, and beeswax strengthens the bonding between the components. The performance of the sensor varies depending on the ratio of the ingredients, and it was determined that 60 wt% graphite provides optimal spreadability and electrical conductivity. Additionally, the sensor is also waterproof due to the hydrophobic nature of graphite. The developed sensor demonstrated the potential for use as an electromyography (EMG) sensor, showing promise for applications in fields such as healthcare and human-machine interfaces.

참고자료

· 없음