KR101781928B1 - Elastomeric micro-particle, method for manufacturing thereof and pressure sensor using the same - Google Patents
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- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
Abstract
본 발명은 탄성입자; 및 상기 탄성입자 표면을 둘러싸는 전도성의 코팅층;을 포함하는 탄성 마이크로 입자에 관한 것이다.The present invention relates to an elastic particle; And a conductive coating layer surrounding the surface of the elastic particles.
Description
본 발명은 탄성 마이크로 입자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 압력센서에 관한 것이다.The present invention relates to elastic microparticles, a method for producing the same, and a pressure sensor using the same.
압력 센서(pressure sensor)란 기체, 액체, 고체 등 물질 간에 작용하는 역학적 에너지를 검출하기 위한 센서의 총칭으로, 일반적으로 물리적인 힘을 직접 전기 신호로 변환하기 어렵기 때문에 힘을 가했을 때 발생하는 물체의 변형 정도를 이용하여 힘의 크기를 측정하게 된다.A pressure sensor is a generic term for sensors for detecting mechanical energy acting between substances such as gases, liquids, and solids. It is generally difficult to convert physical forces directly into electric signals. Therefore, The magnitude of the force is measured using the degree of deformation of the force.
이때, 힘을 측정하기 위해서 단위면적당 물체에 가해진 압력이나 회전력의 미세한 수치 변화량을 이용하여 이를 전기신호로 변환해 주는 것을 압력센서라 한다.In this case, to measure the force, the pressure sensor is used to convert the minute amount of the pressure or the rotational force applied to the object per unit area into an electric signal.
이러한 압력센서는 다양한 분야에서 활용되며, 최근에는 휴대성을 갖춘 유연한 플랫폼 기반의 멀티 기능성 전자 기기에 관한 관심이 집중되면서 민감도가 높은 압력 센서의 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.These pressure sensors are utilized in various fields. Recently, attention has been focused on a flexible, platform-based, multifunctional electronic device, and attention has been paid to a technique of a pressure sensor with high sensitivity.
한편, 종래의 압력센서는 유전분극을 이용하기 때문에 압전재료에서 발생되는 전압이 압력 변화에 민감하게 반응한다. 따라서, 압전형 압력센서의 경우 감도는 매우 높지만, 시간이 지남에 따라 전압이 감소하게 되므로 정압 측정에 적합하지 않다.On the other hand, since the conventional pressure sensor uses dielectric polarization, the voltage generated in the piezoelectric material is sensitive to the pressure change. Therefore, in the case of a piezoelectric pressure sensor, the sensitivity is very high, but it is not suitable for static pressure measurement because the voltage decreases over time.
특히, 압력이 스텝 형태로 가해지는 경우 전압은 곧 감쇠되어 사라지게 되기 때문에 이를 증폭하여 정보를 저장하고 읽을 수 있는 수단이 필요하다.In particular, when the pressure is applied in the form of a step, the voltage is immediately attenuated and disappears, so a means for amplifying and storing information is needed.
이에 더하여, 압전형 압력센서는 출력 신호의 크기가 매우 작으므로 상기 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭수단이 필수적이며, 대부분의 경우에는 외부전원과 연결하거나 또는 병렬로 압전물질을 다수 연결하여 이용하고 있다.In addition, since the size of the output signal is very small, the amplification means for amplifying the output signal is essential. In most cases, the piezoelectric sensor is connected to an external power source or connected in parallel to a large number of piezoelectric materials .
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 2D 형태가 아닌 보다 고감도의 접촉효율과 미세변형까지 검출할 수 있는 수단이 필요한 실정이다.In order to solve such problems, there is a need for a means to detect not only a 2D shape but also a higher sensitivity of contact efficiency and micro-deformation.
본 발명은 전도성 물질을 탄성입자 표면에 도입하여 외부에서 가해지는 압력의 변화에 의하여 생성되는 전류량 변화를 검출하기 용이한 탄성 마이크로 입자를 제공하고자 한다.The present invention provides an elastic microparticle which is easy to detect a change in an amount of current generated by a change in pressure applied from the outside by introducing a conductive material into the surface of elastic particles.
본 발명은 상술한 탄성 마이크로 입자의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a method for producing the above-mentioned elastic microparticles.
본 발명은 상술한 탄성 마이크로 입자를 이용하여 외부에서 가해지는 압력의 변화에 의하여 전류량의 변화를 검출할 수 있는 압력센서를 제공하고자 한다.The present invention provides a pressure sensor capable of detecting a change in the amount of current by a change in pressure externally applied using the elastic microparticles.
본 발명은 탄성입자; 및 상기 탄성입자 표면을 둘러싸는 전도성의 코팅층;을 포함하는 마이크로 입자를 제공한다.The present invention relates to an elastic particle; And a conductive coating layer surrounding the surface of the elastic particles.
본 발명은 (a) 탄성입자를 제조하는 단계; 및 (b) 상기 탄성입자의 표면에 전도성을 갖는 전도성의 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 탄성 마이크로 입자의 제조방법을 제공한다.(A) producing elastic particles; And (b) forming a conductive coating layer having conductivity on the surface of the elastic particles.
본 발명은 탄성 마이크로 입자를 이용한 압력센서를 제공한다.The present invention provides a pressure sensor using elastic microparticles.
본 발명에 따른 탄성 마이크로 입자는 단분산성의 단량체 에멀젼을 제조한 후 다층박막적층법 (layer-by-layer(LbL) assembly method)을 이용하여 탄성입자 표면에 고분자 전해질과 전도성 물질을 초박막 형태로 코팅할 수 있으며, 이를 통하여 제조된 탄성 마이크로입자는 가압조건에서 전류량의 변화를 유도할 수 있는 압력 센서로 활용할 수 있다.The elastic microparticles according to the present invention can be produced by preparing a monodispersed monomer emulsion and then coating a polymer electrolyte and a conductive material on the surface of the elastic particles in an ultra-thin film form by using a layer-by-layer (LbL) And the elastic microparticles manufactured through the method can be used as a pressure sensor capable of inducing a change in the amount of current under a pressurized condition.
또한, 본 발명에 따른 탄성 마이크로 입자는 탄성 입자 표면에 전도성 물질이 코팅된 형태로, 상기 탄성 마이크로 입자를 전극판 사이에 위치시킨 후 외부에서 압력을 가할 경우, 입자의 모양이 변형되어 저항이 작아지는 현상 및 전도성 물질이 코팅된 표면과 전극판과 닿는 표면적이 넓어지는 현상을 통해 출력 전도도가 높아져 압저항형 압력센서로 사용이 가능하다.In addition, the elastic microparticles according to the present invention have a structure in which conductive particles are coated on the surfaces of elastic particles, and when the elastic microparticles are placed between the electrode plates and then the pressure is externally applied, And the surface area of contact between the surface coated with conductive material and the electrode plate is increased, so that the output conductivity can be increased and it can be used as a pressure resistance type pressure sensor.
특히, 이에 따른 압력센서는 압저항형 압력센서로서, 압력에 변화가 없어도 해당 압력에 대한 전류 및 저항을 측정할 수 있기 때문에, 정압 측정이 가능하고 전기 신호가 커서 출력되는 신호를 증폭시킬 필요가 없다.Particularly, the pressure sensor according to the present invention is a pressure resistance type pressure sensor, and it is possible to measure the current and resistance against the pressure without changing the pressure, so it is necessary to amplify the output signal none.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 마이크로 입자의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 탄성 마이크로 입자 제조시 사용한 마이크로플루딕트의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 단 분산형 폴리웨탄 단량체 에멀젼의 광학 현미경 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 폴리우레탄 표면에 탄소나노튜브 (multi walled carbon nanotube; CNT) 를 적층한 탄성 마이크로 입자의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 CNT가 코팅된 폴리우레탄 마이크로 입자의 표면 SEM 이미지를 나타내는 도면이다(스케일 바는 (a) 10㎛, (b) 300nm).
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 다층박막적층법을 이용하여 전도성 물질(PEI/AgNWs)을 코팅한 탄성 마이크로 입자에 대한 모식도이다.
도 7은 나노와이어가 코팅된 폴리우레탄 마이크로 입자의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다((a) 2회 코팅, (b) 3회 코팅).
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 다층박막적층법을 이용하여 전도성 물질(PEDOT:PSS)을 코팅한 탄성 마이크로 입자에 대한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 PETDOT:PSS 가 코팅된 폴리우레탄 마이크로 입자의 단면 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 압력센서의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱에서 CNT 코팅 효과를 나타내는 그래프이다((a) CNT가 1, 2회 반복 코팅된 폴리우레탄 (100 MPa) 마이크로입자의 압력-전류 그래프, (b) 반복성 테스트).
도 12는 본 발명의 일 실시예에에 따른 압력 센싱에서의 은 나노와이어 코팅 효과를 나타내는 그래프이다((a) PEI/AgNWs가 1, 2, 3, 4회 반복 코팅된 폴리우레탄 (100 MPa) 마이크로입자의 압력-전류 그래프, (b) 반복성 테스트).
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱에서의 (PEI:AgNWs 및 PEDOT:PSS 코팅 효과를 나타내는 그래프이다 ((a) PEI/PEDOT:PSS가 3, 5, 10회 반복 코팅된 폴리우레탄 (100 MPa) 마이크로입자의 압력-전류 그래프, (b) 반복성 테스트).1 is a schematic view of elastic microparticles according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a microfluidic used in the production of elastic microparticles in an embodiment of the present invention.
3 is an optical microscope image of a monodispersed poly (butane) monomer emulsion in one embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of an elastic microparticle in which a multi-walled carbon nanotube (CNT) is laminated on a polyurethane surface in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a SEM image of a surface of a CNT-coated polyurethane microparticle in an embodiment of the present invention (the scale bar is (a) 10 μm, (b) 300 nm).
6 is a schematic view of elastic microparticles coated with a conductive material (PEI / AgNWs) using a multilayer thin film deposition method in an embodiment of the present invention.
7 is a SEM image of the nanowire-coated polyurethane microparticles ((a) two coatings and (b) three coatings).
8 is a schematic view of elastic microparticles coated with a conductive material (PEDOT: PSS) using a multilayer thin film deposition method according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional SEM image of PETDOT: PSS coated polyurethane microparticles in one embodiment of the present invention.
10 is a schematic view of a pressure sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph showing a CNT coating effect in pressure sensing according to an embodiment of the present invention (a) a pressure-current graph of polyurethane (100 MPa) microparticles in which CNT is repeatedly coated once or twice, ) Repeatability test).
12 is a graph showing the silver nanowire coating effect in pressure sensing according to an embodiment of the present invention ((a) polyurethane (100 MPa) PEI / AgNWs repeatedly coated 1, 2, Pressure-current graph of microparticles, (b) repeatability test).
13 is a graph showing the effect of (PEI: AgNWs and PEDOT: PSS coating in pressure sensing according to an embodiment of the present invention ((a) PEI / PEDOT: polyurethane (100 MPa) microparticle pressure-current graph, (b) repeatability test).
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 마이크로 입자의 모식도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에서 탄성 마이크로 입자 제조시 사용한 마이크로플루딕트의 모식도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에서 단 분산형 폴리웨탄 단량체 에멀젼의 광학 현미경 이미지를 나타내는 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 폴리우레탄 표면에 탄소나노튜브 (multi walled carbon nanotube; CNT) 를 적층한 탄성 마이크로 입자의 모식도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에서 CNT가 코팅된 폴리우레탄 마이크로 입자의 표면 SEM 이미지를 나타내는 도면(스케일 바는 (a) 10㎛, (b) 300nm), 도 6은 본 발명의 일 실시예에서 다층박막적층법을 이용하여 전도성 물질(PEI/AgNWs)을 코팅한 탄성 마이크로 입자에 대한 모식도, 도 7은 나노와이어가 코팅된 폴리우레탄 마이크로 입자의 SEM 이미지를 나타내는 도면((a) 2회 코팅, (b) 3회 코팅), 도 8은 본 발명의 일 실시예에서 다층박막적층법을 이용하여 전도성 물질(PEDOT:PSS)을 코팅한 탄성 마이크로 입자에 대한 모식도, 도 9는 본 발명의 일 실시예에서 PETDOT:PSS 가 코팅된 폴리우레탄 마이크로 입자의 단면 SEM 이미지를 나타내는 도면, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 압력센서의 모식도, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱에서 CNT 코팅 효과를 나타내는 그래프((a) CNT가 1, 2회 반복 코팅된 폴리우레탄 (100 MPa) 마이크로입자의 압력-전류 그래프, (b) 반복성 테스트), 도 12는 본 발명의 일 실시예에에 따른 압력 센싱에서의 은 나노와이어 코팅 효과를 나타내는 그래프((a) PEI/AgNWs가 1, 2, 3, 4회 반복 코팅된 폴리우레탄 (100 MPa) 마이크로입자의 압력-전류 그래프, (b) 반복성 테스트), 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱에서의 (PEI:AgNWs 및 PEDOT:PSS 코팅 효과를 나타내는 그래프 ((a) PEI/PEDOT:PSS가 3, 5, 10회 반복 코팅된 폴리우레탄 (100 MPa) 마이크로입자의 압력-전류 그래프, (b) 반복성 테스트).FIG. 1 is a schematic view of elastic microparticles according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a microfluidic used in the production of elastic microparticles in an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic view of an elastic microparticle obtained by laminating carbon nanotubes (CNTs) on the surface of a polyurethane in an embodiment of the present invention, and FIG. 5 (A) 10 [micro] m, (b) 300 nm), and Figure 6 shows a surface SEM image of polyurethane microparticles coated with CNTs in an embodiment of the present invention, 7 is a SEM image of a polyurethane microparticle coated with a nanowire; FIG. 7 is a schematic view of an elastic microparticle coated with a conductive material (PEI / AgNWs) FIG. 8 is a schematic view of elastic microparticles coated with a conductive material (PEDOT: PSS) using a multilayer thin film deposition method in an embodiment of the present invention (FIG. 8A and FIG. 8B) FIG. 9 is a cross-sectional SEM image of PETDOT: PSS coated polyurethane microparticles in an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a schematic diagram of a pressure sensor manufactured according to an embodiment of the present invention, (A) pressure-current graph of polyurethane (100 MPa) microparticles of CNT repeatedly coated once or twice, (b) repeatability test) 12 is a graph showing the silver nanowire coating effect in pressure sensing according to an embodiment of the present invention (a) polyurethane (100 MPa) PEI / AgNWs repeatedly coated 1, 2, 3, Pressure-current graph of microparticles, (b) repeatability test), Fig. 13 (PEI: AgNWs and PEDOT: PSS coatings in a pressure sensing according to one embodiment (a) PEI / PEDOT: Graph showing the effect of PSS coating on PSS: 3, 5, 10 times repeatedly coated polyurethane (100 MPa) microparticles Pressure-current graph, and (b) repeatability test).
이하, 도 1 내지 도 13과 실시예를 통해 본 발명인 탄성 마이크로 입자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 압력센서를 상세히 설명한다.Hereinafter, elastic microparticles according to the present invention, a method for producing the same, and a pressure sensor using the same will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 13 and Examples.
본 발명은 전도성 물질을 탄성입자 표면에 도입하여 외부에서 가해지는 압력의 변화에 의하여 생성되는 전류량 변화를 검출하기 용이한 탄성 마이크로 입자에 관한 것이다.The present invention relates to an elastic microparticle which is easy to detect a change in an amount of current generated by a change in pressure externally introduced by introducing a conductive material into the surface of an elastic particle.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 마이크로 입자는 탄성입자 및 상기 탄성입자 표면을 둘러싸는 전도성의 코팅층을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the elastic microparticle according to the present invention comprises elastic particles and a conductive coating layer surrounding the elastic particle surfaces.
여기서, 탄성입자라 함은 외력을 가하면 변형하지만 외력을 제거하였을 때, 원래의 형태로 되돌아가는 입자를 의미하는 것으로, 본 발명에서는 천연 고무 (natural rubber), 니트릴 고무 (acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌부타디엔 고무 (styrene-butadiene rubber), 클로로프렌 고무 (chloroprene rubber), 부틸 고무 (isoprene-isobutylene rubber), 에틸렌프로피렌 고무 (ethylene propylene rubber), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무 (chlorosulphonated polyethylene rubber), 아크릴 고무 (acrylic rubber), 불소 고무 (fluororubber), 다황화물계 고무 (polysulfide rubber), 실리콘 고무 (silicone rubber), 부타디엔 고무 (butadiene rubber), 이소프렌 고무 (isoprene rubber), 우레탄 고무 (urethane rubber), 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 (polyolefin thermoplastic elastomer, TPE), 폴리스티렌계 TPE (polystyrene TPE), 폴리염화비닐 TPE (Polyvinyl chloride TPE), 폴리에스터 TPE (polyester TPE), 폴리우레탄 TPE (polyurethane TPE) 및 폴리아미드 TPE (polyamide TPE) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.Herein, the elastic particles mean particles that are deformed when an external force is applied but are returned to their original shape when an external force is removed. In the present invention, natural rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, Butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene-isobutylene rubber, ethylene propylene rubber, chlorosulphonated polyethylene rubber, acrylic rubber, but are not limited to, rubber, fluororubber, polysulfide rubber, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, polyolefin thermoplastic elastomer polyolefin thermoplastic elastomer (TPE), polystyrene TPE (polystyrene TPE), polyvinyl chloride TPE PE), polyester TPE, polyurethane TPE, and polyamide TPE.
특히, 이러한 탄성입자는 1 내지 1000MPa 의 탄성계수를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 10 내지 500 MPa 의 탄성계수를 가질 수 있다. In particular, such elastic particles may have an elastic modulus of 1 to 1000 MPa, more preferably 10 to 500 MPa.
특정 양태로서, 상기 탄성계수가 1 MPa 의 미만인 경우에는 탄성 회복력이 약하여 탄성 마이크로 입자에 부적합하며, 1000 MPa를 초과하는 경우 압력에 따른 입자의 모양 변화가 작아 전류 변화가 작으므로 압력 센서로서 부적합하다. 따라서, 본 발명에서 탄성입자의 탄성계수는 1 내지 1000 MPa 인 것이 바람직하다.As a specific example, when the elastic modulus is less than 1 MPa, the elastic recovery force is weak, which is unsuitable for the elastic microparticles. If the elastic modulus exceeds 1000 MPa, the shape change due to the pressure is small and the current change is small. . Therefore, in the present invention, the elastic modulus of the elastic particles is preferably 1 to 1000 MPa.
여기서, 탄성계수라 함은 탄성입자가 응력을 받았을 때, 일어나는 변형률 정도를 나타내는 수치를 의미한다. Here, the elastic modulus refers to a numerical value indicating the degree of strain occurring when elastic particles are subjected to stress.
이에 더하여, 본 발명의 탄성입자는 0.1 내지 500㎛ 직경을 가질 수 있으며, 보다 바람직하게 1 내지 100 ㎛ 직경을 가질 수 있다. 특정 양태로서, 상기 탄성입자의 직경이 0.1㎛ 미만인 경우에는 입자의 직경이 너무 작아서 측정 할 수 있는 압력의 범위가 작아 적합하지 않으며, 500㎛ 를 초과하는 경우에는 입자가 위치하지 않는 빈 공간이 넓어져 작은 압력에 민감하게 반응하지 못할 수 있으므로 본 발명에 부적합하다. 따라서, 상기 탄성입자는 0.1 내지 500㎛ 인 것이 바람직하다.In addition, the elastic particles of the present invention may have a diameter of 0.1 to 500 탆, and more preferably have a diameter of 1 to 100 탆. In a specific embodiment, when the diameter of the elastic particles is less than 0.1 mu m, the diameter of the particles is too small to be measured because the range of pressure to be measured is small. When the diameter exceeds 500 mu m, Which is not suitable for the present invention since it may not respond sensitively to a small pressure. Therefore, the elastic particles are preferably 0.1 to 500 mu m.
한편, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 탄성입자의 표면을 둘러싸도록 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 코팅층은 적어도 두 개의 코팅층일 수 있으며, 서로 반대 전하를 가지는 고분자 전해질층 및/또는 전도성 물질층 이 교대로 적층될 수 있다. As shown in FIG. 1, the present invention is characterized in that a coating layer is formed to surround the surface of the elastic particles. In particular, the coating layer may be at least two coating layers, and the polymer electrolyte layer and / or the conductive material layer having opposite electric charges may be alternately laminated.
보다 구체적으로, 상기 탄성입자 표면에 복수개의 고분자 전해질층이 적층될 수 있으며, 이때, 상기 복수개의 고분자 전해질층은 서로 반대 전하를 갖는 양이온/음이온 코팅층 또는 음이온/양이온 코팅층이 교대로 적층될 수 있다.More specifically, a plurality of polymer electrolyte layers may be laminated on the surface of the elastic particles, and the plurality of polymer electrolyte layers may be alternately laminated with a cation / anion coating layer or an anion / cation coating layer having opposite charges .
다른 양태로서, 상기 코팅층은 복수개의 전도성 물질층이 적층될 수 있으며, 상기 복수개의 전도성 물질층은 서로 반대 전하를 갖는 양이온/음이온 코팅층 또는 음이온/양이온 코팅층이 교대로 적층될 수 있다. 이때, 탄성입자와는 서로 반대전하를 갖을 수 있다.In another aspect, the coating layer may include a plurality of layers of the conductive material, and the plurality of conductive material layers may alternately laminate a cation / anion coating layer or an anion / cation coating layer having opposite electric charges. At this time, the elastic particles may have opposite charges.
또 다른 양태로서, 상기 코팅층은 고분자 전해질층과 전도성 물질층이 상기 탄성입자 표면에 교대로 적층될 수 있으며, 이때, 상기 고분자 전해질층과 전도성 물질층은 서로 반대전하를 띨 수 있다.In another embodiment, the coating layer may alternately stack the polymer electrolyte layer and the conductive material layer on the surface of the elastic particles, wherein the polymer electrolyte layer and the conductive material layer may have opposing charges.
여기서, “고분자 전해질”이라 함은 반복단위가 전해질로 이루어진 고분자를 의미하는 것으로, 보다 구체적으로 고분자 사슬 중에 해리기가 있으며 물에 녹아 있는 상태에서는 이온성 고분자가 되며, 폴리술폰산 등의 합성 고분자 외에 생물에도 단백질 등의 형태로 존재할 수 있다.Here, the term " polymer electrolyte " refers to a polymer having repeating units composed of an electrolyte, and more specifically, a dissociation group in the polymer chain. In the state of being dissolved in water, the polymer is an ionic polymer. In addition to synthetic polymers such as polysulfonic acid Can also be present in the form of proteins.
이에 더하여, “전도성 물질”이라 함은 전기 전도율이 비교적 높은 물질을 의미하는 것이다.In addition, the term " conductive material " means a material having a relatively high electric conductivity.
이에 따라, “고분자 전해질층”이라 함은 전해질 성질이 있는 고분자 층이 코팅된 층을 의미하며, 전도성 물질층이라 함은 전기 전도율이 비교적 높은 전도성 물질이 이루는 코팅층을 의미할 수 있다.Accordingly, the term " polymer electrolyte layer " refers to a layer coated with a polymer layer having electrolyte properties, and the conductive material layer may refer to a coating layer formed of a conductive material having a relatively high electrical conductivity.
특정 양태로서, 고분자 전해질층/전도성 물질층이라 함은 전해질 성질이 있는 고분자 층과 전기 전도율이 비교적 높은 전도성 물질이 교대로 적층된 코팅층을 의미할 수 있다. 다른 양태로서, 전도성 물질층/고분자 전해질층이라 함은 전기 전도율이 비교적 높은 전도성 물질과 전해질 성질이 있는 고분자 층이 교대로 적층된 것을 의미할 수 있다.As a specific embodiment, the polymer electrolyte layer / conductive material layer may mean a coating layer in which a polymer layer having an electrolyte property and a conductive material having a relatively high electrical conductivity are alternately stacked. In another aspect, the conductive material layer / polymer electrolyte layer may mean that alternating layers of a conductive material having a relatively high electrical conductivity and a polymer layer having an electrolyte property are laminated alternately.
한편, 상기 고분자 전해질층과 전도성 물질층은 표면개질 등을 통해서 양전하 또는 음전하를 보유할 수 있다.Meanwhile, the polymer electrolyte layer and the conductive material layer may have a positive charge or a negative charge through surface modification or the like.
보다 구체적으로, 본 발명에서 고분자 전해질층은 폴리디알릴디메탈암모늄클로라이드 (Poly(diallyldimethylammonium chloride, PDADMAC)), 폴리에틸렌이민 (Polyethyleneimine, PEI) 및 폴리알릴아민염소산 (Polyallylamine hydrochloride), 세틸트리메틸암모늄브로마이드 (Cetyl trimethylammonium bromide, CTAB), 폴리스티렌설포네이트 (polystyrenesulfonate), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid), 폴리메타크릴산 (polymethacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리엘라이신 (Poly-L-lysine hydrobromide), 폴리엘글루탐산 (Poly-L-glutamic acid sodium salt), 폴리펩타이드 (polypeptides) 및 글리코사미노글리칸 (glycosaminoglycans) 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.More specifically, in the present invention, the polymer electrolyte layer may be formed of a polymer such as polydiallyldimethylammonium chloride (PDADMAC), polyethyleneimine (PEI) and polyallylamine hydrochloride, cetyltrimethylammonium bromide Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), polystyrenesulfonate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, poly-L-lysine hydrobromide, , Poly-L-glutamic acid sodium salt, polypeptides, and glycosaminoglycans.
이에 더하여, 전도성 물질층은 나노 물질, 금 나노 물질, 구리 나노 물질, 알루미늄 나노 물질, 텅스텐 나노 물질, 아연 나노 물질, 니켈 나노 물질, 철 나노 물질, 백금 나노 물질, 주석 나노 물질, 연 나노 물질, 니크롬 나노 물질, 황동 나노 물질, 청동 나노 물질, 납 나노 물질, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌술폰산 (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene sulfonate, PEDOT:PSS), 폴리에틸렌 (Polyethylene), 폴리아세틸렌 (Polyacetylene), 폴리피롤 (Polypyrrole), 폴리알킬티오펜 (Polyalkylthiophene), 폴리티오펜 (Polythiophene), 폴리아닐린 (Polyaniline), 폴리설퍼니트리드 (Polysulfur nitride), 폴리페닐렌 (Polyphenylene), 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene sulfide), 폴리페닐렌바이닐렌 (Polyphenylenevinylene), 폴리티에닐렌바이닐렌 (Polythienylene vinylene), 폴리이소티아나프텐 (Polyisothianaphthene), 폴리아줄렌 (Polyazulene), 폴리퓨란 (Polyfuran), 폴리에틸렌디옥시티오펜 (Polyethylenedioxythiophene), 폴리티아질 (Polythiazyl) 및 탄소나노튜브(Carbon nanotube)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.In addition, the conductive material layer may be formed of a material selected from the group consisting of nanomaterials, gold nanomaterials, copper nanomaterials, aluminum nanomaterials, tungsten nanomaterials, zinc nanomaterials, nickel nanomaterials, iron nanomaterials, platinum nanomaterials, (3,4-ethylenedioxythiophene sulfonate, PEDOT: PSS), polyethylene (polyethylene terephthalate), and poly (ethylene terephthalate) Examples of the polymer include polyacetylene, polypyrrole, polyalkylthiophene, polythiophene, polyaniline, polysulfur nitride, polyphenylene, polyphenylene, But are not limited to, polyphenylene sulfide, polyphenylenevinylene, polythienylene vinylene, polyisothianaphthene, (Polyazulene), poly may be a furan (Polyfuran), polyethylene dioxythiophene (Polyethylenedioxythiophene), poly thiazol quality (Polythiazyl) and carbon nanotubes, at least one selected from the group consisting of (Carbon nanotube).
한편, 전도성 물질에서 고분자를 포함할 수 있으나, 이는 고분자 전해질이 아닌 전도성의 고분자일 수 있다.On the other hand, the conductive material may include a polymer, but it may be a conductive polymer rather than a polymer electrolyte.
한편, 탄성입자가 전하를 가질 수 있으며, 상기 탄성입자가 양전하를 갖는다면, 탄성입자의 표면에 코팅되는 코팅층은 음전하를 띌 수 있다. 또한, 상기 음전하의 코팅층의 표면에 양전하의 코팅층이 적층될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 코팅층은 탄성입자의 전하에 따라 서로 반대 전하를 가지는 고분자 전해질층 및/또는 전도성 물질층이 교대로 적층된 것을 특징으로 하며, 다층 박막이 반복적으로 적층될 수 있다.On the other hand, if the elastic particles have a charge and the elastic particles have a positive charge, the coating layer coated on the surface of the elastic particles may negatively charge. Further, a positive charge coating layer may be deposited on the surface of the negative charge coating layer. More specifically, the coating layer of the present invention is characterized in that a polymer electrolyte layer and / or a conductive material layer having mutually opposite charges according to the charge of the elastic particles are alternately laminated, and the multilayer thin film can be repeatedly laminated.
보다 구체적으로, 코팅층은 다층박막적층법에 의해 양전하를 띠는 물질층과 음전하를 띠는 물질층이 교대로 적층되어 다층박막으로 이루어질 수 있으며, 일 예로, 제1전하로서 음이온이 대전된 입자에 상기 제1전하와 반대되는 제2전하인 양이온이 대전된 물질층이 적층되고, 상기 제2전하인 양이온이 대전된 물질층 상에 제1전하인 음이온이 대전된 물질층이 적층될 수 있다.More specifically, the coating layer may be formed of a multi-layered thin film by alternately stacking a positively charged material layer and a negatively charged material layer by a multilayer thin film deposition method. For example, A layer of a positively charged material that is a second charge opposite to the first charge is stacked and a layer of a negatively charged anion that is a first charge is stacked on the charged layer of the second positive charge.
한편, 다층박막적층법라 함은 양이온 전하를 갖고 있는 고분자 전해질, 나노 입자, 생체 거대분자 등을 반대로 음이온 전하를 갖는 고분자 전해질, 나노 입자, 생체 거대분자 등과 상호간의 정전기적 인력, 수소 결합, 전자 전달(electron transfer)와 같은 분자간 인력을 이용하여 교대로 결합시켜 적층함으로써 기능성 다층박막을 제작할 수 있는 기술을 의미한다.On the other hand, the multilayer thin film lamination method refers to a method in which a polymer electrolyte having nanoparticles, nanoparticles, and biomacromolecules are electrostatically attracted to a polymer electrolyte having an anion charge, nanoparticles, biomacromolecules, layer structure by alternately laminating them using an intermolecular attraction such as electron transfer.
특히, 반대의 전하를 가지는 이온성 고분자 쌍을 정전기적 상호인력에 기반한 다층박막적층법을 활용하여 적층함으로써 원하는 두께와 물성의 코팅층을 박막으로서 구조체 내부에 균일하게 형성할 수 있다.Particularly, by laminating ionic polymer pairs having opposite charges using a multilayer thin film deposition method based on electrostatic mutual attraction, a coating layer having a desired thickness and physical properties can be uniformly formed in the structure as a thin film.
일 예로, 코팅층은 1 내지 100nm 로 이루어진 층이 1 내지 100층으로 적층될 수 있다. 바람직하게는 5 내지 50nm 의 코팅층이 1 내지 50 의 층으로 적층될 수 있다. 한편, 상기 코팅층이 100층이 초과되는 경우 코팅 층이 여러 겹일수록 마이크로입자의 탄성을 방해하므로, 입자의 변형률이 작아지고 압력의 변화를 민감하게 측정하기 어려울 수 있다.In one example, the coating layer may be laminated with 1 to 100 layers of 1 to 100 nm. Preferably, a coating layer of 5 to 50 nm may be laminated with 1 to 50 layers. On the other hand, when the coating layer is more than 100 layers, the multilayered coating layer interferes with the elasticity of the microparticles, so that the strain of the particles is decreased and it is difficult to sensitively measure the pressure change.
다른 양태로서, 본 발명의 코팅층은 CNT 를 포함할 수 있으며, 상기 CNT 의 표면에 수산화기(-OH), 아민기(-NH2), 카르복시기(-COOH)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 갖을 수 있다.In another aspect, the coating layer of the present invention may include CNTs, and at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group (-OH), an amine group (-NH 2 ), and a carboxyl group (-COOH) Lt; / RTI >
일 예로, 도 1을 참조하면, 폴리다이알릴다이메틸암모늄클로라이드(poly(diallydimethylammonium chloride), PDADMAC) 가 코팅된 탄성입자 표면에 전도성 물질인 다중벽 CNT가 여려겹 코팅되어 코팅층을 형성할 수 있으며, CNT를 여러겹으로 코팅하기 위하여 카르복시기가 도입된 CNT-COOH 와 아민기가 도입된 CNT-NH2를 반복 코팅하여 초박막 형태로 복합화 할 수 있다. 보다 구체적이 설명은 하기의 실시예에서 후술하도록 한다.For example, referring to FIG. 1, multi-wall CNTs, which are conductive materials, may be alternatively coated on the surfaces of elastic particles coated with poly (diallydimethylammonium chloride) (PDADMAC) to form a coating layer, CNT-COOH with carboxy groups and CNT-NH 2 with amine groups can be repetitively coated in order to coat CNTs in multiple layers. More specifically, the following description will be given in the following examples.
본 발명은 탄성 마이크로 입자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing elastic microparticles.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 탄성 마이크로 입자의 제조방법은 (a) 탄성입자를 제조하는 단계; 및 (b) 상기 탄성입자의 표면에 전도성을 갖는 전도성의 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.More specifically, the method for producing elastic microparticles according to the present invention comprises the steps of: (a) preparing elastic particles; And (b) forming a conductive coating layer having conductivity on the surface of the elastic particles.
한편, 유리모세관 기반의 마이크로플루딕스를 이용하여 탄성 마이크로입자를 합성할 수 있으며, 분산상 조성물과 연속상 조상물을 준비한 후 하기의 도 2에 나타나 있는 바와 같이 마이크로프루딕스에 압력을 가하여 분산상을 연속상에 에멀젼화시킬 수 있다. On the other hand, it is possible to synthesize elastic microparticles by using microcapsule-based microfluidics. After preparing a dispersed phase composition and a continuous phase supernatant, pressure is applied to microfluidics as shown in the following FIG. 2, ≪ / RTI >
특정 양태로서, 상기 (a) 단계는 상기 탄성입자의 표면에 양전하 또는 음전하를 도입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 (b) 단계는 상기 양전하 또는 음전하가 도입된 탄성입자와 서로 반대 전하를 가지는 고분자 전해질층/전도성 물질층을 교대로 적층할 수 있다. In a specific embodiment, the step (a) may further include the step of introducing a positive charge or a negative charge to the surface of the elastic particles. In addition, the step (b) may alternately laminate the polymer electrolyte layer / conductive material layer having opposite charges to the elastic particles having the positive or negative charge introduced thereinto.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 코팅층은 다층박막적층법에 의해 1 내지 100층으로 적층할 수 있다.At this time, as described above, the coating layer can be laminated by 1 to 100 layers by a multilayer thin film lamination method.
이에 더하여, 본 발명은 탄성 마이크로 입자를 이용한 압력센서에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a pressure sensor using elastic microparticles.
본 발명의 압력센서는 전자피부, 터치 패드, 터치 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 착용형 디스플레이, 햅틱 장치, 에너지 하베스팅, 로보틱스 및 무게 감지 센서 등에 사용될 수 있다.The pressure sensor of the present invention can be used for an electronic skin, a touch pad, a touch display, a flexible display, a wearable display, a haptic device, an energy harvesting, a robotics and a weight detection sensor.
특히, 본 발명의 압력센서는 일 예로 상술한 탄성 마이크로 입자를 전극판 사이에 위치시킨 후, 외부에서 압력을 가할 경우 입자의 모양이 변형되어 저항이 작아지는 현상 및 전도성 물질이 코팅된 표면과 전극판과 닿는 영역의 넓이가 넓어지는 현상을 통해 출력 전도도가 높아져 압저항형 압력센서로 사용할 수 있다.Particularly, in the pressure sensor of the present invention, for example, when the above-described elastic microparticles are placed between the electrode plates, when the pressure is externally applied, the shape of the particles is deformed to reduce the resistance, As the area of contact with the plate is widened, the output conductivity is increased and it can be used as a pressure resistance type pressure sensor.
또한, 본 발명의 압력센서는 주어진 압력에서 접촉 면적이 유지되기 때문에 입자의 저항과 전도도가 변하지 않으므로 정압측정이 가능하고, 이에 따라 초고감도 센서로 사용할 수 있으며, 재현성이 매우 좋다. 특히, 코팅층의 코팅횟수를 조절함으로써 출력되는 전류의 범위 제어가 가능하여 추가적으로 신호를 증폭시킬 필요가 없다.In addition, since the contact area is maintained at a given pressure, the pressure sensor of the present invention does not change the resistance and conductivity of the particles, so that it is possible to measure the static pressure, and thus the sensor can be used as an ultra sensitive sensor. Particularly, it is possible to control the range of the output current by controlling the number of coatings of the coating layer, and there is no need to additionally amplify the signal.
이에 더하여, 점단위의 접촉과 변형에 의하여 전류변화를 측정하기 때문에 기존 2D 표면코팅 시스템보다 압력 감도가 매우 높으며, 마이크로입자의 대면적 배향이 가능하기 때문에 우수한 공정 용이성을 보유하고 있다. 뿐만 아니라, 유기 유해용매없이 마이크로입자 배열이 가능하여 제조방법이 친환경적이다.In addition, since the current change is measured by point contact and deformation, it has higher pressure sensitivity than conventional 2D surface coating system and has excellent process easiness because it enables large area orientation of micro particles. In addition, it is possible to arrange microparticles without an organic harmful solvent, so that the manufacturing method is eco-friendly.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
<실시예><Examples>
실시예 1. 탄성 마이크로입자 합성Example 1. Elastic microparticle synthesis
본 실시예에서는 도 2에 도시된 유리모세관 기반의 마이크로플루딕스를 이용하여 탄성 마이크로 입자를 합성하였으며, 보다 구체적으로, 단분산의 우레탄 단량체 에멀젼을 제조하였다.In this embodiment, elastic microparticles were synthesized using the microcapsule-based microfluidics shown in FIG. 2, and more specifically, a monodispersed urethane monomer emulsion was prepared.
본 실시예에서 사용되는 폴리비닐알코올 (Polyvinylalcohol, PVA), 톨루엔 (Toluene)은 시그마알드리치 (Sigma Aldrich), 클로로포름 (Chloroform)은 대정, 우레탄 단량체는 오비탈월드 (Orbital World), 우레탄 이온단량체는 미원스페샬티케미칼 (Miwon specialty Chemical)에서 구입하였다. Examples of polyvinyl alcohol (PVA), toluene (T Sigma Aldrich), chloroform (Chloroform), urethane monomer (Orbital World), urethane ion monomer Were purchased from Miwon Specialty Chemical.
이때, 분산상은 우레탄(urethane) 1㎖와 톨루엔·클로로포름 혼합액(1.8:1 v/v) 4㎖를 섞어 제조하였으며, 연속상은 0.308㎖ 의 우레탄 이온단량체(urethane ionomer) 를 10 중량%의 폴리비닐알코올 (polyvinylalcohol, PVA) 수용액에 녹여 10㎖ 로 제조하였다.The dispersed phase was prepared by mixing 1 ml of urethane and 4 ml of a mixture of toluene and chloroform (1.8: 1 v / v). The continuous phase was prepared by mixing 0.308 ml of a urethane ionomer with 10% by weight of polyvinyl alcohol (polyvinylalcohol, PVA) solution to make 10 ml.
한편, 상기 우레탄 이온단량체는 우레탄 입자의 표면에 음전하를 도입하기 위함이며, 상기 우레탄 이온단량체의 제타 포텐셜은 10mV 이였다.On the other hand, the urethane ion monomer was intended to introduce a negative charge onto the surface of the urethane particles, and the urethane ion monomer had a zeta potential of 10 mV.
제조한 분산상과 연속상은 마이크로플루딕스의 주입 속도를 제어함에 따라 크기 조절이 가능하였으며, 이에 따라 직경 95㎛의 폴리우레탄 액적을 제조하였다.The dispersed phase and the continuous phase were prepared by controlling the injection rate of microfluidics, and polyurethane droplets having a diameter of 95 ㎛ were prepared.
그 후, 45℃, 100 mmHg 의 조건에서 상기 폴리우레탄 액적 내 용매를 증발시켰으며, 액적의 크기가 45 내지 50㎛가 되었을 때, 365nm 파장의 자외선을 조사하여 도 2의 폴리우레탄 탄성 마이크로 입자를 제조하였으며, 구체적으로, 음전하의 폴리우레탄 탄성 마이크로 입자를 제조하였다.Thereafter, the solvent in the polyurethane droplet was evaporated under the conditions of 45 캜 and 100 mmHg. When the droplet size became 45 to 50 탆, ultraviolet rays of 365 nm wavelength were irradiated to the polyurethane elastic microparticles of Fig. 2 Specifically, negative charge polyurethane elastic microparticles were prepared.
한편, 본 실시예에서 제조한 폴리우레탄 탄성 마이크로 입자의 탄성계수 (modulus)는 약 100 MPa이였다.On the other hand, the elastic modulus of the polyurethane elastic microparticles prepared in this example was about 100 MPa.
실시예 2. 다층박막적층법을 이용한 CNT 표면 코팅Example 2 Coating of CNT Surface Using Multilayer Thin Film Laminating Method
실시예 2-1. CNT-NH 
본 실시예에서 코팅층을 형성하기 위하여, CNT-NH2 용액을 제조하였다.In this example, a CNT-NH 2 solution was prepared to form a coating layer.
한편, 본 실시예에서 사용되는 MWCNT-NH
2:1 부피비의 물/에탄올 용액 10㎖에 CNT-NH
이에 따라, 본 실시예에서는 양전하를 띠는 전도성 물질 코팅층으로 사용하기 위한 용액을 제조하였다.Accordingly, in this embodiment, a solution for use as a conductive material coating layer having a positive charge was prepared.
실시예 2-2 CNT-COOH 용액 제조Example 2-2 Preparation of CNT-COOH solution
본 실시예 에서는 코팅층을 형성하기 위하여, CNT-COOH 용액을 제조하였다.In this example, a CNT-COOH solution was prepared to form a coating layer.
한편, 본 실시예에서 사용되는 CNT-COOH, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드 (Cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)는 시그마 알드리치에서 구입하였다.Meanwhile, CNT-COOH and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) used in this example were purchased from Sigma Aldrich.
보다 구체적으로, CTAB 0.3 중량%, CNT-COOH 0.02 중량% 수용액을 10㎖ 조한 후, 2시간 동안 초음파 처리 하였다. 그리고, 제조 후 24 시간이 지난 뒤에 다층박막적층법에 이용하였으며 후술하게 되는 LbL 하기 전에 간단히 초음파처리 하였다.More specifically, 10 mL of an aqueous solution of 0.3 wt% of CTAB and 0.02 wt% of CNT-COOH was added, and the mixture was ultrasonicated for 2 hours. Then, after 24 hours from the production, it was used in the multilayer thin film deposition method and ultrasonication was performed briefly before LbL to be described later.
이에 따라, 본 실시예에서는 음전하를 띠는 전도성 물질 코팅층으로 사용하기 위한 용액을 제조하였다.Accordingly, in this embodiment, a solution for use as a conductive material coating layer having a negatively charged property is prepared.
실시예 2-3. (MWCNT-NHExamples 2-3. (MWCNT-NH 22 /MWCNT-COOH)층이 코팅된 입자의 제조/ MWCNT-COOH) layer-coated particles
본 실시예에서는 실시예 1의 방법으로 제조한 폴리우레탄 마이크로 입자에 다층박막적층법을 이용하여 CNT를 코팅하였다.In this Example, polyurethane microparticles prepared by the method of Example 1 were coated with CNT using a multilayer thin film deposition method.
먼저, 실시예 1의 방법으로 제조한 폴리우레탄 마이크로 입자에 다층박막적층법을 이용하여 전도성 물질인 CNT를 다층으로 코팅하였다.First, polyurethane microparticles prepared by the method of Example 1 were coated with multilayer CNTs as a conductive material by using a multilayer thin film deposition method.
보다 구체적으로, 실시예 1에서 제조한 폴리우레탄 마이크로 입자는 우레탄 이온단량체(urethane ionomer)를 포함하므로 표면에 음의 전하를 띠고 있었다.More specifically, the polyurethane microparticles prepared in Example 1 contained a urethane ionomer and thus had a negative charge on the surface.
이러한 실시예 1에서 제조한 폴리우레탄 마이크로 입자를 실시예 2-1에서 제조한 CNT-NH
이어서, 세척 후의 CNT-NH
도 4는 다층박막적층법을 이용한 (MWCNT-NH2/MWCNT-COOH) 복합 박막을 제조한 입자의 모식도이며, 도 5는 CNT 가 코팅된 폴리우레탄 입자의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 으로 관찰한 입자의 표면 사진이다.FIG. 4 is a schematic view of particles prepared by using the multilayer thin film deposition method (MWCNT-NH 2 / MWCNT-COOH) composite thin film, FIG. 5 is a scanning electron microscope (SEM) Of the particle surface.
한편, 도 5을 참조하면, 폴리우레탄 입자에 CNT 가 코팅된 것을 확인할 수 있었다.Meanwhile, referring to FIG. 5, it was confirmed that CNT was coated on the polyurethane particles.
이에 더하여, (MWCNT-NH2/MWCNT-COOH)가 코팅된 각 층의 입자 표면 코팅 여부는 제타 포텐셜을 통해서 확인하였으며, (MWCNT-NH2/MWCNT-COOH) 1회 코팅 시 각 층의 표면 전위는 약 30mV와 20mV 로 측정되었다.In addition, (MWCNT-NH 2 / MWCNT -COOH) has been whether the particle surface coating of the layers of coating are confirmed by the zeta potential, (MWCNT-NH 2 / MWCNT -COOH) during the coating once the surface potential of each layer Was measured at about 30 mV and 20 mV.
실시예 3. 다층박막적층법을 이용한 은 나노와이어 표면 코팅Example 3 Surface coating of silver nanowires using a multilayer thin film deposition method
실시예Example 3-1. 폴리에틸렌이민( 3-1. Polyethyleneimine ( polyethyleneiminepolyethyleneimine , , PEIPEI )과 은 ) And silver 나노와이어(AgNWs)층이The nanowire (AgNWs) layer 반복 코팅된 입자의 제조 Preparation of repeatedly coated particles
본 실시예에서는 폴리에틸렌이민 (polyethyleneimine, PEI)과 은 나노와이어(AgNWs)층이 반복 코팅된 입자를 제조하였다.In this example, particles having repeatedly coated with a polyethyleneimine (PEI) layer and a silver nanowire (AgNWs) layer were prepared.
한편, 본 실시예에서 사용되는 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 은 나노와이어 (Silver nanowires), 이소프로필알코올 (Isopropyl alcohol), 염화나트륨 (Sodium chloride)은 시그마 알드리치에서 구입하였다. Meanwhile, polyethyleneimine (PEI), silver nanowires, isopropyl alcohol, and sodium chloride used in the present embodiment were purchased from Sigma Aldrich.
보다 구체적으로, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI) 0.25g 과 염화나트륨 0.29g 을 물 10g 에 녹여 PEI 수용액을 만들었다. 은 나노와이어 (AgNWs)는 0.5 중량%로 이소프로필알코올에 분산시켰다.More specifically, 0.25 g of polyethyleneimine (PEI) and 0.29 g of sodium chloride were dissolved in 10 g of water to prepare an aqueous solution of PEI. Silver nanowires (AgNWs) were dispersed in isopropyl alcohol at 0.5% by weight.
그리고, 실시예 1에서 제조한 폴리우레탄 마이크로 입자를 PEI 수용액에 분산시킨 후 30분 동안 흔들어 PEI 층이 코팅된 마이크로 입자를 제조하였다.Then, the polyurethane microparticles prepared in Example 1 were dispersed in an aqueous solution of PEI and shaken for 30 minutes to prepare microparticles coated with the PEI layer.
이에 따라, 탄성입자의 표면에 양전하를 띄는 PEI 코팅층을 적층시켰다.Thus, a PEI coating layer having positive charge was laminated on the surface of the elastic particles.
그리고, 분산액을 원심분리하여 입자에 흡착되지 않고 남은 PEI를 제거하였으며, 이를 5번 반복하여 입자를 씻어내었다. 이어서 세척 후의 PEI 층이 코팅된 마이크로 입자를 은 나노와이어 분산액에 분산시킨 후 20℃에서 90분 동안 흔들어 PEI/AgNWs 층이 코팅된 마이크로 입자를 제조하였다. 보다 구체적으로, 탄성입자인 양전하를 띄는 PEI 코팅층이 적층된 폴리우레탄 마이크로 입자에 음전하를 띄는 AgNWs를 적층시켰다.Then, the dispersion was centrifuged to remove the remaining PEI that was not adsorbed to the particles, and the particles were washed out by repeating this 5 times. The microparticles coated with the PEI layer after washing were dispersed in a silver nanowire dispersion and shaken at 20 DEG C for 90 minutes to prepare microparticles coated with the PEI / AgNWs layer. More specifically, negatively charged AgNWs were laminated on the polyurethane microparticles in which the positively charged PEI coating layer as the elastic particles was laminated.
그 후에 분산액을 원심분리하여 입자에 흡착되지 않고 남은 은 나노와이어를 제거하였으며, 이를, 5번 반복하여 입자를 씻어내었다.The dispersion was then centrifuged to remove the remaining silver nanowires that were not adsorbed to the particles, which were washed five times to wash out the particles.
이에 따라, 폴리우레탄 마이크로 입자에 (PEI/AgNWs)층이 코팅된 마이크로 입자를 제조하였다.Thus, microparticles coated with polyurethane microparticles (PEI / AgNWs) layer were prepared.
도 6은 다층박막적층법을 이용한 (PEI/AgNWs) 복합 박막 제조한 입자의 모식도이며, 도 7은 PEI/AgNWs 가 코팅된 폴리우레탄 입자의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 으로 관찰한 입자의 표면 사진이다. 도 7을 참조하면, 폴리우레탄 입자에 PEI/AgNWs 가 코팅된 것을 확인할 수 있었다. 참고로, 도 7(a)은 PEI/AgNWs 2회 코팅하였으며, 도 7(b) 는 3회 코팅한 SEM 사진이다.FIG. 6 is a schematic view of particles prepared by using a multilayer thin film deposition method (PEI / AgNWs) composite thin film, and FIG. 7 is a schematic view of particles obtained by scanning electron microscopy (SEM) . Referring to FIG. 7, it was confirmed that the polyurethane particles were coated with PEI / AgNWs. For reference, FIG. 7 (a) shows PEI / AgNWs coated twice, and FIG. 7 (b) shows a SEM photograph of coated three times.
이에 더하여, PEI/AgNWs가 코팅된 각 층의 입자 표면 코팅 여부는 제타 포텐셜을 통해서 확인하였으며, PEI/AgNWs 1회 코팅 시 각 층의 표면 전위는 약 20mV와 20mV 로 측정되었다.In addition, the surface coating of each layer coated with PEI / AgNWs was confirmed by zeta potential, and the surface potential of each layer was measured at about 20 mV and 20 mV when PEI / AgNWs were coated once.
실시예Example 4. 4. 다층박막적층법을Multilayer thin film deposition method 이용한 Used 폴리(3,4-에틸렌디옥시티옥펜)Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) :: 폴리스티렌설포네이트Polystyrene sulfonate ( ( polypoly (3,4-polystyrenedioxythiophene) polystyrene sulfonate, PEDOT:PSS) 표면 코팅 (3,4-polystyrenedioxythiophene) polystyrene sulfonate, PEDOT: PSS) Surface coating
실시예Example 4-1. 4-1. 폴리Poly (3,4-(3,4- 에틸렌디옥시티오펜Ethylene dioxythiophene )/) / 폴리셀룰로오스설포네이트Polycellulose sulfonate (PEDOT:PSS) 코팅된 입자의 제조(PEDOT: PSS) Preparation of Coated Particles
본 실시예에서는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리셀룰로오스설포네이트(PEDOT:PSS) 코팅된 입자를 제조하였다.In this example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polycellulose sulfonate (PEDOT: PSS) coated particles were prepared.
한편, 본 실시예에서 사용되는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리셀룰로오스설포네이트(PEDOT:PSS) 전도성 고분자는 시그마 알드리치에서 구입하였다.Meanwhile, the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly cellulose sulfonate (PEDOT: PSS) conductive polymer used in this example was purchased from Sigma-Aldrich.
먼저, 실시예 1에서 제조한 마이크로 입자를 실시예 3-1에서 제조한 PEI 수용액에 분산시킨 후, 30분 동안 흔들어 양전하를 띄는 PEI 층이 코팅된 마이크로 입자를 제조하였다. First, the microparticles prepared in Example 1 were dispersed in the PEI aqueous solution prepared in Example 3-1, and then shaken for 30 minutes to prepare microparticles coated with a positively charged PEI layer.
그리고, 분산액을 원심분리하여 상기 입자에 흡착되지 않고 남은 PEI를 제거하였으며, 이를 5번 반복하여 입자를 씻어내었다.Then, the dispersion was centrifuged to remove the remaining PEI that was not adsorbed on the particles, and the particles were washed out by repeating this 5 times.
이어서 세척 후의 PEI 층이 코팅된 마이크로 입자를 음전하를 띄는 PEDOT:PSS 수용액에 분산시킨 후 20℃에서 30분 동안 흔들어 PEI/PEDOT:PSS 층이 코팅된 마이크로 입자를 제조하였다. The microparticles coated with the PEI layer after washing were dispersed in a negative PEDOT: PSS aqueous solution and shaken at 20 ° C for 30 minutes to prepare microparticles coated with the PEI / PEDOT: PSS layer.
그리고, 분산액을 원심분리하여 입자에 흡착되지 않고 남은 PEDOT:PSS를 제거하였으며, 이를 5번 반복하여 입자를 씻어내었다.Then, the dispersion was centrifuged to remove the remaining PEDOT: PSS that was not adsorbed to the particles, and the particles were washed out by repeating this five times.
일련의 적층과정을 원하는 수의 층이 얻어질 때까지 반복하였으며, 본 실시예에서는 최대 10번 반복 코팅하였다. A series of lamination processes was repeated until a desired number of layers were obtained, which in this example was repeated up to 10 times.
도 8은 다층박막적층법을 이용한 PEI/PEDOT:PSS 복합 박막을 제조한 입자의 모도이며, 도 9는 PEDOT:PSS 가 코팅된 폴리우레탄 입자의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 으로 관찰한 입자의 표면 사진이다. 도 9를 참조하여, 폴리우레탄 입자에 PEDOT:PSS 가 코팅된 것을 확인할 수 있었다.FIG. 8 is a model of a particle prepared from a PEI / PEDOT: PSS composite thin film using a multilayer thin film deposition method, and FIG. 9 is a scanning electron microscope (SEM) image of polyurethane particles coated with PEDOT: PSS It is the surface photograph of the particle. Referring to FIG. 9, it was confirmed that PEDOT: PSS was coated on the polyurethane particles.
이에 더하여, PEDOT:PSS 가 코팅된 각 층의 입자 표면 코팅 여부는 제타 포텐셜을 통해서 확인하였으며, PEDOT:PSS 7회 코팅 시 각 층의 표면 전위는 약 20mV와 20mV 가 반복되는 것을 확인하였다.The surface potential of each layer coated with PEDOT: PSS was confirmed by zeta potential. The surface potential of each layer was observed to be about 20 mV and 20 mV when the PEDOT: PSS was applied seven times.
이에 따라 PEDOT:PSS 층이 코팅된 입자의 제조하였다.Thus, particles coated with a PEDOT: PSS layer were prepared.
<실험예><Experimental Example>
실험예 1. 전도성 물질이 코팅된 탄성 마이크로입자의 압력 센싱 확인Experimental Example 1. Confirmation of pressure sensing of elastic microparticles coated with a conductive material
본 실험예에서는 실시예 2 내지 4에서 제조한 입자의 압력 센서로서의 기능성을 확인하였다.In this experimental example, the functionality of the particles prepared in Examples 2 to 4 as a pressure sensor was confirmed.
보다 구체적으로, 실시예 2 내지 4에서 제조한 입자들을 각각 전극판 사이에 배열시킨 후, 외부에서 압력을 가하여 압력-전류 그래프를 얻었다.More specifically, after the particles prepared in Examples 2 to 4 were arranged between electrode plates, a pressure-current graph was obtained by externally applying pressure.
도 10은 본 실험예에서 제조한 압력센서의 모식도를 나타내는 것이다.10 is a schematic view of a pressure sensor manufactured in this experimental example.
본 실험예에서는 압력센서를 제조하였으며, 보다 구체적으로, 전극판으로는 1cm × 2cm ITO glass를 이용하였으며, 입자가 떨어져 나오는 것을 방지하기 위해 PEDOT:PSS를 스핀 코팅하였다.In this experiment, a pressure sensor was manufactured. More specifically, 1 cm × 2 cm ITO glass was used as an electrode plate. PEDOT: PSS was spin-coated to prevent particles from falling off.
그리고, 상기 전극판 상에 0.5cm×0.5cm 의 폴리우레탄아크릴레이트(polyurethane acrylate, PUA) 스텐실을 전극판 위에 올려 압력 센싱 기판을 준비하였다.Then, a 0.5 mm × 0.5 cm polyurethane acrylate (PUA) stencil was placed on the electrode plate to prepare a pressure sensing substrate.
상기 스텐실은 100㎛마다 직경 50㎛인 원형 구멍이 뚫려있어 입자가 일정하게 배열되도록 하였다. 그리고, 준비한 압력 센싱 기판 위에 상기 실시예 2 내지 4에서 제조한 입자를 올린 후, 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS)으로 문질러 입자가 스텐실 구멍 사이에 들어가도록 하였다. 한편, 상기 구멍사이로 들어가지 않은 입자는 바람을 불어 제거하였다.The stencil had circular holes each having a diameter of 50 mu m per 100 mu m so that the particles were uniformly arranged. Then, the particles prepared in Examples 2 to 4 were put on a prepared pressure sensing substrate, and then rubbed with polydimethylsiloxane (PDMS) to allow particles to enter between the stencil holes. On the other hand, the particles that did not enter between the holes were blown off.
그리고, PEDOT:PSS 로 스핀 코팅된 ITO glass 로 배열된 입자에 서서히 압력을 가하며 저항 및 전류를 측정하였다.Resistance and current were measured by gradually applying pressure to particles arranged in ITO glass spin coated with PEDOT: PSS.
이때 전압은 10V 로 고정하였다.At this time, the voltage was fixed at 10V.
실시예 2 내지 4의 입자별 압력-전류 그래프를 도 11 내지 도 13에 나타내었다.Graphs of pressure-current per particle of Examples 2 to 4 are shown in Figs. 11 to 13. Fig.
보다 구체적으로, 실시예 2의 MWCNT-NH2/MWCNT-COOH 층이 코팅된 입자의 압력-전류 그래프를 도 11에 나타내었으며, 보다 구체적으로, CNT 가 반복 코팅된 폴리우레탄 (100MPa) 마이크로 입자의 압력-전류 그래프를 도 11(a)에 나타내었다. 이에 따른 반복성 테스트를 도 11(b) 에 나타내었다. 한편, 두 번 반복 코팅하였을 때는 한번 코팅하였을 때보다 전류차가 큰 것을 확인하였다.More specifically, a pressure-current graph of the particles coated with the MWCNT-NH 2 / MWCNT-COOH layer of Example 2 is shown in FIG. 11, and more specifically, a graph of the pressure-current of the microparticles of polyurethane (100 MPa) The pressure-current graph is shown in Fig. 11 (a). The repeatability test is shown in Fig. 11 (b). On the other hand, when the coating was repeated twice, it was confirmed that the current difference was larger than that of coating once.
그리고, 실시예 3의 PEI/AgNWs 층이 코팅된 입자의 압력-전류 그래프를 도 12에 나타내었으며, 보다 구체적으로, PEI/AgNWs 가 반복 코팅된 폴리우레탄 (100MPa) 마이크로 입자의 압력-전류 그래프를 도 12(a)에 나타내었다. 또한, 두 번 반복 코팅하였을 때의 반복성 테스트를 도 12(b) 에 나타내었다.A pressure-current graph of the particles coated with the PEI / AgNWs layer of Example 3 is shown in FIG. 12. More specifically, a pressure-current graph of polyurethane (100 MPa) microparticles in which PEI / 12 (a). In addition, the repeatability test when the coating is repeated twice is shown in Fig. 12 (b).
이에 더하여, 실시예 4의 PEDOT:PSS 층이 코팅된 입자의 압력-전류 그래프를 도 13에 나타내었으며, 보다 구체적으로, PEDOT:PSS 가 반복 코팅된 폴리우레탄 (100MPa) 마이크로 입자의 압력-전류 그래프를 도 13(a)에 나타내었다. 또한, 세번 반복 코팅하였을 때의 반복성 테스트를 도 13(b) 에 나타내었다.In addition, a pressure-current graph of the particles coated with the PEDOT: PSS layer of Example 4 is shown in Fig. 13. More specifically, a pressure-current graph of the polyurethane (100 MPa) microparticles in which PEDOT: PSS is repeatedly coated Is shown in Fig. 13 (a). The repeatability test when the coating was repeated three times was shown in Fig. 13 (b).
그 결과, 도 11 내지 도 13의 반복성 테스트를 참조하면, 반복 안정성은 동일한 부하와 환경 조건에서 반복된 압력의 판독 간의 차가 최대치로 표현되기 때문에, 실시예 2 내지 4의 입자를 이용한 센서는 동일한 부하와 환경 조건에서 반복된 압력의 판독 간의 차이가 없는 것을 확인하였다.As a result, referring to the repeatability test of FIGS. 11 to 13, since the repetitive stability is expressed as the maximum value between repeated readings of the pressure under the same load and environmental conditions, the sensor using particles of Examples 2 to 4 has the same load And no difference in reading of repeated pressure under environmental conditions.
100: 탄성입자
200: 코팅층100: elastic particles
200: Coating layer
Claims (14)
상기 폴리우레탄아크릴레이트층은 원형 구멍에 탄성 마이크로 입자를 포함하며,
상기 탄성 마이크로 입자는,
탄성입자; 및
상기 탄성입자 표면을 둘러싸는 전도성의 코팅층;을 포함하고;
상기 탄성입자 표면에는 수산화기(-OH)를 포함하며,
상기 코팅층 표면에는 수산화기(-OH), 아민기(-NH2) 또는 카르복시기(-COOH)를 포함하고;
상기 코팅층은,
ⅰ)고분자 전해질층 및 전도성 물질층이 서로 반대 전하를 가지며 교대로 적층된 구조를 갖거나,
ⅱ)서로 반대 전하를 갖는 탄소나노튜브(carbon nanotube)층이 교대로 적층된 구조를 갖고,
상기 전도성 물질층은, 은 나노 물질, 금 나노 물질, 구리 나노 물질, 알루미늄 나노 물질, 텅스텐 나노 물질, 아연 나노 물질, 니켈 나노 물질, 철 나노 물질, 백금 나노 물질, 주석 나노 물질, 연 나노 물질, 니크롬 나노 물질, 황동 나노 물질, 청동 나노 물질 또는 납 나노 물질인 것을 특징으로 하는 압력센서.
A first electrode plate, a polyurethane acrylate layer having a circular hole, and a second electrode plate,
Said polyurethane acrylate layer comprising elastic microparticles in a circular hole,
The elastic microparticles may include,
Elastic particles; And
And a conductive coating layer surrounding the elastic particle surface;
Wherein the surface of the elastic particles contains a hydroxyl group (-OH)
(OH), an amine group (-NH 2 ) or a carboxyl group (-COOH) on the surface of the coating layer;
Wherein the coating layer comprises:
(I) the polymer electrolyte layer and the conductive material layer have an opposite charge to each other and have alternately stacked structures,
(Ii) carbon nanotube layers having mutually opposite electric charges are alternately stacked,
The conductive material layer may be formed of at least one selected from the group consisting of silver nanomaterial, gold nanomaterial, copper nanomaterial, aluminum nanomaterial, tungsten nanomaterial, zinc nanomaterial, nickel nanomaterial, iron nanomaterial, platinum nanomaterial, Wherein the pressure sensor is a nichrome nano material, a brass nano material, a bronze nano material, or a lead nano material.
상기 탄성입자는
천연 고무 (natural rubber), 니트릴 고무 (acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌부타디엔 고무 (styrene-butadiene rubber), 클로로프렌 고무 (chloroprene rubber), 부틸 고무 (isoprene-isobutylene rubber), 에틸렌프로피렌 고무 (ethylene propylene rubber), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무 (chlorosulphonated polyethylene rubber), 아크릴 고무 (acrylic rubber), 불소 고무 (fluororubber), 다황화물계 고무 (polysulfide rubber), 실리콘 고무 (silicone rubber), 부타디엔 고무 (butadiene rubber), 이소프렌 고무 (isoprene rubber), 우레탄 고무 (urethane rubber), 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 (polyolefin thermoplastic elastomer, TPE), 폴리스티렌계 TPE (polystyrene TPE), 폴리염화비닐 TPE (Polyvinyl chloride TPE), 폴리에스터 TPE (polyester TPE), 폴리우레탄 TPE (polyurethane TPE) 및 폴리아미드 TPE (polyamide TPE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method according to claim 1,
The elastic particles
But are not limited to, natural rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene-isobutylene rubber, ethylene propylene rubber Chlorosulphonated polyethylene rubber, acrylic rubber, fluororubber, polysulfide rubber, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, Isoprene rubber, urethane rubber, polyolefin thermoplastic elastomer (TPE), polystyrene TPE, polyvinyl chloride TPE, polyester TPE, , At least one selected from the group consisting of polyurethane TPE (polyurethane TPE) and polyamide TPE (polyamide TPE) Pressure sensor according to claim.
상기 탄성입자는
1 내지 1000MPa 의 탄성계수를 가지는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method according to claim 1,
The elastic particles
And has an elastic modulus of 1 to 1000 MPa.
상기 탄성입자는
0.1 내지 500㎛ 의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method according to claim 1,
The elastic particles
And a diameter of 0.1 to 500 mu m.
상기 고분자 전해질층은
폴리디알릴디메탈암모늄클로라이드 (Poly(diallyldimethylammonium chloride, PDADMAC)), 폴리에틸렌이민 (Polyethyleneimine, PEI) 및 폴리알릴아민염소산 (Polyallylamine hydrochloride), 세틸트리메틸암모늄브로마이드 (Cetyl trimethylammonium bromide, CTAB), 폴리스티렌설포네이트 (Polystyrenesulfonate), 폴리아크릴산 (Polyacrylic acid), 폴리메타크릴산 (Polymethacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈 (Polyvinylpyrrolidone), 폴리엘라이신 (Poly-L-lysine hydrobromide), 폴리엘글루탐산 (Poly-L-glutamic acid sodium salt), 폴리펩타이드 (Polypeptides) 및 글리코사미노글리칸 (Glycosaminoglycans) 으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method according to claim 1,
The polymer electrolyte layer
(PDIALMAC), Polyethyleneimine (PEI) and Polyallylamine hydrochloride, Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), Polystyrenesulfonate (Polydiallylamine) Polystyrenesulfonate, Polyacrylic acid, Polymethacrylic acid, Polyvinylpyrrolidone, Poly-L-lysine hydrobromide, Poly-L-glutamic acid wherein the pressure sensor is at least one selected from the group consisting of sodium salt, Polypeptides, and Glycosaminoglycans.
상기 코팅층은
1 내지 100nm 로 이루어진 층이 1 내지 100층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method according to claim 1,
The coating layer
Wherein the layer of 1 to 100 nm is laminated to 1 to 100 layers.
상기 압력센서는
전자피부, 터치 패드, 터치 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 착용형 디스플레이, 햅틱 장치, 에너지 하베스팅, 로보틱스 및 무게 감지 센서 중으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나로 사용가능한 것을 특징으로 하는 압력센서.The method according to claim 1,
The pressure sensor
Wherein the pressure sensor is usable as at least one selected from the group consisting of an electronic skin, a touch pad, a touch display, a flexible display, a wearable display, a haptic device, an energy harvesting device, a robotics and a weight detection sensor.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11029724B2 (en) | 2017-12-12 | 2021-06-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device with pressure sensor |
| KR20230000754A (en) | 2021-06-25 | 2023-01-03 | 경희대학교 산학협력단 | Pressure sensor using conductive polymer material including structure to improve sensitivity |
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|---|---|---|---|---|
| WO2012160894A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | 株式会社ダイセル | Transparent multilayer film for displays, use of same, and touch panel |
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