Porogen 재료 설계를 통한 유연소자용 PDMS 기판의 포아송비 제어 (Control of Poisson’s Ratio of PDMS Substrate for Wearable Device through Designing Porogen Materials)

서지정보

· 발행기관 : 국제차세대융합기술학회
· 수록지 정보 : 차세대융합기술학회논문지 / 7권 / 6호 / 945 ~ 951페이지
· 저자명 : 박소연, 김서현, 이승현, 이소연

초록

최근 웨어러블 디바이스는 헬스 모니터링, 인공 센싱 피부 등 신체 움직임을 정확하게 파악하는 의료 전자소자로 그 영역을 확장하고 있으며 이를 위해선 유연하고 늘어날 수 있는 기판이 필수적이기 때문에 탄성체(Elastomer)를 기판 소재로 사용해야 한다. 하지만 탄성체는 포아송비가 매우 크기 때문에 곡면으로 이루어진 사람의 몸에 부착 시 변형 중 발생하는 수축으로 인해 신체로부터 박리가 발생하는 문제점이 존재한다. 이 이슈를해결하기 위해 본 연구에서는 스펀지 구조의 기공을 생성하는 프레임인 Porogen (설탕, 미원, 에리스리톨) 재료를변수로 두어 PDMS sponge를 제작하여 포아송비를 보다 낮은 값으로 제어하였다. 각 재료의 PDMS Sponge의기공을 분석하고 인장시험을 실행한 결과, 포아송비는 미원은 0.139, 설탕은 0.161, 에리스리톨은 0.246으로 제어되었다. 이상의 결과를 근거로, 본 연구는 최적의 Porogen 재료를 선정하여 탄성체를 스펀지 구조로 만드는 것으로탄성체 기판의 포아송비를 간편하게 제어할 수 있음을 제안한다.

영어초록

Recent research trends of smart wearable devices is a medical electronic device that accurately detects body movements, such as health monitoring and artificial sensing skin. In order to develop the reliable wearable device, a flexible and stretchable substrate is essential, so an elastic material, i.e. an elastomer, should be used. However, there is a problem in the elastomer substrate that delamination of the substrate from the human body occurs due to the large value of Poisson's ratio of the elastomer. To solve this issue, we purpose to control the Poisson's ratio by making a PDMS sponge by setting the various porogen materials. We figured out that, Poisson's ratio of PDMS substrate was controlled to 0.139 by using Miwon, 0.161 by using sugar, and 0.246 by using erythritol, respectively. Therefore, we suggest that it is possible to vary the Poisson’s ratio of the PDMS substrates for proper uses easily by just selecting the proper porogen material.

참고자료

· 없음