KR102611622B1 - 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기자극 장치 - Google Patents
그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기자극 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102611622B1 KR102611622B1 KR1020230091571A KR20230091571A KR102611622B1 KR 102611622 B1 KR102611622 B1 KR 102611622B1 KR 1020230091571 A KR1020230091571 A KR 1020230091571A KR 20230091571 A KR20230091571 A KR 20230091571A KR 102611622 B1 KR102611622 B1 KR 102611622B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- electrical stimulation
- mixture
- stimulation device
- composition ratio
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims abstract description 13
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 10
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
- A61N1/36017—External stimulators, e.g. with patch electrodes with leads or electrodes penetrating the skin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
- A61N1/0502—Skin piercing electrodes
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
내구성이 우수하고 인체 친화적인 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기 자극 장치는, 그래핀(Graphene) 소재를 포함하는 제 1 부분과, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 소재를 포함하여 제 1 부분과 혼합되는 제 2 부분 및 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분을 혼합시키도록 구성된 용매를 포함하고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 서로 다른 적어도 2개의 층으로 구성되고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 인체의 피부에 삽입되는 마이크로 니들(Micro Needle) 형태의 전극 팁을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기 자극 장치는, 그래핀(Graphene) 소재를 포함하는 제 1 부분과, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 소재를 포함하여 제 1 부분과 혼합되는 제 2 부분 및 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분을 혼합시키도록 구성된 용매를 포함하고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 서로 다른 적어도 2개의 층으로 구성되고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 인체의 피부에 삽입되는 마이크로 니들(Micro Needle) 형태의 전극 팁을 포함한다.
Description
본 발명은 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성이 우수하고 인체 친화적인 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치에 관한 것이다.
그래핀(Graphene)은 기계적 및 전기적 특성이 뛰어난 물질로 기계, 반도체 분야 등 많은 연구 분야에 널리 활용되고 있다. 이러한 그래핀은 열 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)에 의해 합성되어진다. 이 때, 금속촉매(Metal Catalyst)는 그래핀 합성에 반드시 필요하며, 그래핀/금속촉매 형태로 합성되는 것이 일반적이다.
탄소나노튜브는 그래핀을 말아놓은 형태로, 속이 빈 튜브형태이다. 그리고 탄소나노튜브는, 말리는 방향 및 벽 개수에 따라 전기적인 특성이 달라지며 반도체 혹은 금속성의 성질을 주기적으로 갖는다. 이러한 탄소나노튜브는 그래핀과 마찬가지로 기계적, 전기적, 열적 특성이 뛰어나 응용할 수 있는 분야가 많고, 열 화학 기상 증착법에 의해 합성된다.
탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT) 및 그래핀(graphene)과 같은 저차원 구조의 탄소물질은 우수한 기계적, 전기적, 열적 및 광학적 특성으로 인해, 투명전극, 투명트랜지스터, 투명센서 등과 같은 투명하고 유연한 차세대 전자소자로의 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 최근 그래핀 및 탄소나노튜브의 복합체를 이용하여 비침습적 방식으로 인체에 대해 전기 자극을 부여함으로써 치료 효과를 달성하는 의료기기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
다만, 종래의 복합체의 경우 인체의 피부에 대한 생체적합성이 낮아 요구되는 정도의 전기 자극이 피부에 전달되지 않게 되어 치료 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 내구성이 우수하고 인체 친화적인 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기 자극 장치는, 그래핀(Graphene) 소재를 포함하는 제 1 부분과, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 소재를 포함하여 제 1 부분과 혼합되는 제 2 부분 및 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분을 혼합시키도록 구성된 용매를 포함하고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 서로 다른 적어도 2개의 층으로 구성되고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 인체의 피부에 삽입되는 마이크로 니들(Micro Needle) 형태의 전극 팁을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 제 1 층 및 제 1 층보다 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 작게 구성된 제 2 층을 포함하고, 상기 전극 팁은 상기 제 2 층의 상부에 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 2 층은, 상기 제 1 층보다 인체의 피부에 가깝게 배치되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 전극 팁의 외면에는 복수 개의 제 1 돌기가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 상기 제 2 층의 상부에 구비되어 소정의 면적을 가지도록 구성되고, 상기 전극 팁에 중앙부가 연결되고 상기 제 2 층의 양측단에 단부가 연결되는 제 3 층을 더 포함하고, 상기 제 3 층은 상기 제 2 층보다 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 작게 구성되고, 인체의 피부를 향할수록 곡률이 커지는 곡면을 가지고, 상기 제 3 층의 곡면에는 인체의 피부를 향하는 복수 개의 제 2 돌기가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은, 상기 제 1 층보다 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 크게 구성되고, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 내부에서 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이를 연결하도록 구성된 보강부를 더 포함하고, 상기 보강부는 상기 제 2 층 측으로 갈수록 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 크게 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기적 특성이 우수한 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치를 구성함으로써, 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치에 대한 인체의 피부의 전기 저항을 최소화하여 전기 자극을 보다 용이하게 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자극 장치에 실리콘 탄성체의 일종인 PDMS를 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 용매로서 구성함으로써, 전기 자극 장치가 우수한 내구성, 탄성 및 인체의 피부에 대한 점착성을 가지도록 하여 전기 자극 장치의 구조적 안정성 및 인체의 피부에 대한 접촉 면적을 극대화할 수 있다. 이에 따라, 전기 자극 장치의 인체의 피부에 대한 생체적합성을 극대화할 수 있다.
이외에도 본 발명의 여러 실시예에 의하여, 여러 다른 추가적인 효과가 달성될 수 있다. 이러한 본 발명의 여러 효과들에 대해서는 각 실시예에서 상세하게 설명하거나, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 효과에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 전기 자극 장치의 구체적인 사용례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 전기 자극 장치의 구체적인 사용례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치(10)를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 전기 자극 장치(10)의 구체적인 사용례를 나타낸 도면이다. 이 때, 도 1의 확대도는 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 레이어의 구조를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치(10)는, 제 1 부분(100), 제 2 부분(200) 및 용매를 포함할 수 있다
상기 제 1 부분(100)은, 그래핀(Graphene) 소재를 포함할 수 있다. 일례로서, 그래핀은 탄소 동소체 중 하나로, 기계적 및 전기적 특성이 뛰어난 물질일 수 있다.
상기 제 2 부분(200)은, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 소재를 포함할 수 있다. 그리고, 제 2 부분(200)은, 제 1 부분(100)과 혼합될 수 있다. 일례로서, 탄소나노튜브는, 그래핀을 말아놓은 형태로, 속이 빈 튜브형태일 수 있다. 그리고, 탄소나노튜브는, 그래핀과 마찬가지로 기계적 및 전기적 특성이 뛰어난 물질일 수 있다.
상기 용매(미도시)는, PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다. 그리고, 용매는, 제 1 부분(100) 및 제 2 부분(200)을 혼합시키도록 구성될 수 있다. 일례로서, PDMS는 Silicone elastomer(실리콘 탄성체)의 일종으로서, 내구성이 우수하고 높은 탄성을 가지며 물체의 표면에 대한 점착성이 우수한 소재일 수 있다.
제 1 부분(100)과 제 2 부분(200)의 혼합물은, 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 서로 다른 적어도 2개의 층으로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 서로 다른 적어도 2개의 층에 대해서는, 후술되는 관련 설명에서 상세히 살펴보도록 한다.
일 실시예에서, 제 1 부분(100) 및 제 2 부분(200)을 포함하는 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치(10)는, 인체에 전기 자극을 전달하여 치료 효과를 발생시키는 전기 자극용 의료기기(미도시)에 연결될 수 있다. 그리고, 전기 자극 장치(10)는, 전기 자극용 의료기기로부터 전달된 특정 범위의 전압 및 특정 범위의 전류를 가지는 전기 자극 신호를 인체의 피부에 전달할 수 있다.
한편, 제 1 부분(100)과 제 2 부분(200)의 혼합물은, 전극 팁(T)을 더 포함할 수 있다.
이러한 전극 팁(T)은, 인체의 피부에 삽입되는 마이크로 니들(Micro Needle) 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 팁(T)은, 전기 전도도가 높은 소재로 구성될 수 있다. 그리고 전극 팁(T)은, 전술한 의료 기기로부터 전달되는 전기 자극을 인체의 피부에 전달할 수 있다.
이러한 실시 구성에 의하면, 전기적 특성이 우수한 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치(10)를 구성함으로써, 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합 구조물을 이용한 전기 자극 장치(10)에 대한 인체의 피부의 전기 저항을 최소화하여 전기 자극을 보다 용이하게 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자극 장치(10)에 실리콘 탄성체의 일종인 PDMS를 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 용매로서 구성함으로써, 전기 자극 장치(10)가 우수한 내구성, 탄성 및 인체의 피부에 대한 점착성을 가지도록 하여 전기 자극 장치(10)의 구조적 안정성 및 인체의 피부에 대한 접촉 면적을 극대화할 수 있다. 이에 따라, 전기 자극 장치(10)의 인체의 피부에 대한 생체적합성을 극대화할 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 제 1 부분(100)과 제 2 부분(200)의 혼합물은, 제 1 층(210) 및 제 2 층(220)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 층(210)은, 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매가 소정의 비율로 구성될 수 있다.
상기 제 2 층(220)은, 제 1 층(210)보다 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 작게 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 용매인 PDMS는, silicone elastomer(실리콘 탄성체)의 일종으로서, 내구성이 우수하고 높은 탄성을 가지며 물체의 표면에 대한 점착성이 우수한 소재일 수 있다.
이 때, 제 1 층(210)을 제 2 층(220)보다 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율을 크게 구성하는 경우, 제 1 층(210)의 경우 탄성이 높게 유지되면서도 내구성이 제 2 층(220) 대비 더 증가될 수 있다.
또한, 전극 팁(T)은, 제 2 층(220)의 상부에 구비되고, 인체의 피부에 접촉가능하게 구성될 수 있다.
이에 따라, 본원발명에서는 제 1 부분(100)과 제 2 부분(200)의 혼합물을 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 서로 다른 제 1 층(210) 및 제 2 층(220)으로 구성함으로써, 제 1 층(210)을 통해 전기 자극 장치(10)의 구조적 안정성을 더 안정적으로 확보하면서도, 제 2 층(220)을 통해 인체의 피부에 대한 접촉 면적 극대화 효과를 동시에 달성할 수 있다.
특히, 제 2 층(220)은, 제 1 층(210)보다 인체의 피부에 가깝게 배치되도록 구성될 수 있다. 이 때, 제 1 층(210)은 전술한 의료 기기에 연결될 수 있고, 제 2 층(220)은 인체의 피부에 접촉되는 부분일 수 있다.
즉, 본 발명의 전기 자극 장치(10)에서는, 제 1 층(210)보다 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 작게 구성된 제 2 층(220)이 인체의 피부에 접촉되도록 구성함으로써, 제 1 층(210)을 통해 전기 자극 장치(10) 자체의 내구성을 극대화하면서도 제 2 층(220)을 통해 전기 자극 장치(10)의 인체의 피부에 대한 접촉 면적 극대화 효과를 동시에 달성할 수 있다.
또한, 전극 팁(T)의 외면에는 복수 개의 제 1 돌기(Ta)가 형성될 수 있다.
이러한 각각의 제 1 돌기(Ta)는, 인체의 피부를 향해 다양한 방향으로 소정의 곡면을 가지도록 구성될 수 있다.
이러한 실시 구성에 의하면, 전기 자극 장치(10)가 인체의 피부에 접촉될 때, 전기 자극 장치(10)와 인체의 피부 간의 접촉 표면적이 보다 증가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치(12)를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 전기 자극 장치(12)는, 앞선 실시예에 따른 전기 자극 장치(10)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.
도 3을 참조하면, 상기 전기 자극 장치(12)에서, 제 1 부분(100)과 제 2 부분(200)의 혼합물은, 제 3 층(230)을 포함할 수 있다.
상기 제 3 층(230)은, 제 2 층(220)의 상부에 구비되어 소정의 면적을 가지도록 구성될 수 있다. 그리고, 제 3 층(230)은, 전극 팁(T)에 중앙부가 연결되고 제 2 층(220)의 양측단에 단부가 연결될 수 있다.
또한, 제 3 층(230)은, 제 2 층(220)보다 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 작게 구성될 수 있다. 그리고, 제 3 층(230)은, 인체의 피부를 향할수록 곡률이 커지는 곡면을 가질 수 있다.
즉, 제 3 층(230)은, 제 2 층(220)보다 PDMS의 함량이 적어 내구성은 떨어질 수 있으나, 제 2 층(220)에 더하여 전극 팁(T)에 중앙부가 연결된 상태로 제 2 층(220)의 상부에 구비된 제 3 층(230)을 통해 전기 자극 장치(12)의 인체의 피부에 대한 접촉 표면적이 더욱 증가될 수 있다.
특히, 제 3 층(230)은, 인체의 피부를 향할수록 곡률이 커지는 곡면을 가질 수 있으므로, 피부 표면의 굴곡에 맞는 형태로 추가 레이어(layer)를 전기 자극 장치(12)에 구성하여 전기 자극 장치(12)의 인체의 피부에 대한 접촉 표면적을 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 제 3 층(230)의 곡면에는, 인체의 피부를 향하는 복수 개의 제 2 돌기(230a)가 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 전기 자극 장치(12)가 인체의 피부에 접촉될 때, 전극 팁(T)의 제 1 돌기(Ta) 구성과 함께 제 3 층(230)의 제 2 돌기(230a) 구성을 통해 전기 자극 장치(12)와 인체의 피부 간의 접촉 표면적을 보다 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치(14)를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 전기 자극 장치(14)는, 앞선 실시예에 따른 전기 자극 장치(10)와 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.
도 4를 참조하면, 상기 전기 자극 장치(14)에서, 제 1 부분(100)과 제 2 부분(200)의 혼합물은, 보강부(240)를 포함할 수 있다.
상기 보강부(240)는, 제 1 층(210)보다 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 크게 구성될 수 있다. 또한, 보강부(240)는, 제 1 층(210)과 제 2 층(220)의 내부에서 제 1 층(210)과 제 2 층(220) 사이를 연결하도록 구성될 수 있다.
즉, 보강부(240)의 경우 탄성이 높게 유지되면서도 내구성이 제 1 층(210) 대비 더 증가될 수 있다. 이와 같이, 제 1 층(210)과 제 2 층(220) 사이를 연결하는 보강부(240)를 통해 전기 자극 장치(14)의 구조적 안정성을 더욱 강화할 수 있다.
구체적으로, 보강부(240)는, 전기 자극 장치(14)의 상하 방향과 수직된 수평 방향으로 돌출되어 형성된 복수의 돌출부(240a)를 통해 제 1 층(210)과 제 2 층(220)의 내부에 삽입될 수 있다.
이 때, 복수의 돌출부(240a) 중 2개는 제 1 층(210)의 내부에 삽입될 수 있고, 복수의 돌출부(240a) 중 2개는 제 2 층(220)의 내부에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 보강부(240)를 통해 제 1 층(210)과 제 2 층(220) 사이가 안정적으로 연결될 수 있다.
그리고, 보강부(240)는, 제 2 층(220) 측으로 갈수록 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 크게 구성될 수 있다.
즉, 보강부(240)는, 제 1 층(210) 대비 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 작게 구성된 제 2 층(220) 측으로 갈수록 그래핀 소재 및 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 용매의 구성 비율이 크게 구성됨으로써 제 1 층(210)보다 내구성이 떨어지는 제 2 층(220)에서의 구조적 안정성을 더욱 보강할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 발명에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
10, 12, 14 : 전기 자극 장치
100 : 제 1 부분
200 : 제 2 부분
210 : 제 1 층
220 : 제 2 층
T : 전극 팁
Ta : 제 1 돌기
230 : 제 3 층
230a : 제 2 돌기
240 : 보강부
240a : 돌출부
100 : 제 1 부분
200 : 제 2 부분
210 : 제 1 층
220 : 제 2 층
T : 전극 팁
Ta : 제 1 돌기
230 : 제 3 층
230a : 제 2 돌기
240 : 보강부
240a : 돌출부
Claims (6)
- 그래핀(Graphene) 소재를 포함하는 제 1 부분;
탄소나노튜브(Carbon Nano Tube) 소재를 포함하여 제 1 부분과 혼합되는 제 2 부분; 및
PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분을 혼합시키도록 구성된 용매를 포함하고,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은,
상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 서로 다른 적어도 2개의 층으로 구성되고,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은,
인체의 피부에 삽입되는 마이크로 니들(Micro Needle) 형태의 전극 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은,
제 1 층; 및
제 1 층보다 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 작게 구성된 제 2 층을 포함하고,
상기 전극 팁은, 상기 제 2 층의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제 2 층은,
상기 제 1 층보다 인체의 피부에 가깝게 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 전극 팁의 외면에는 복수 개의 제 1 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은,
상기 제 2 층의 상부에 구비되어 소정의 면적을 가지도록 구성되고, 상기 전극 팁에 중앙부가 연결되고 상기 제 2 층의 양측단에 단부가 연결되는 제 3 층을 더 포함하고,
상기 제 3 층은,
상기 제 2 층보다 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 작게 구성되고, 인체의 피부를 향할수록 곡률이 커지는 곡면을 가지고,
상기 제 3 층의 곡면에는,
인체의 피부를 향하는 복수 개의 제 2 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 혼합물은,
상기 제 1 층보다 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 크게 구성되고, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 내부에서 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이를 연결하도록 구성된 보강부를 더 포함하고,
상기 보강부는,
상기 제 2 층 측으로 갈수록 상기 그래핀 소재 및 상기 탄소나노튜브 소재의 혼합물의 구성 비율 대비 상기 용매의 구성 비율이 크게 구성된 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230091571A KR102611622B1 (ko) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기자극 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230091571A KR102611622B1 (ko) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기자극 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102611622B1 true KR102611622B1 (ko) | 2023-12-11 |
Family
ID=89162920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230091571A KR102611622B1 (ko) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기자극 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102611622B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140074478A (ko) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 한국기계연구원 | 전도성 나노 또는 마이크로 기둥의 맞물림을 이용한 촉각 센서 |
| KR101486217B1 (ko) * | 2013-12-10 | 2015-02-06 | 한국기계연구원 | 커브 형 전도성 나노 또는 마이크로 필러를 이용한 촉각 센서 |
| KR20180013338A (ko) * | 2016-07-29 | 2018-02-07 | 한국기계연구원 | 복합적인 강성도를 갖는 맞물림 촉각센서 |
| KR20210146522A (ko) | 2020-05-27 | 2021-12-06 | 링크페이스 주식회사 | 전도성 실리콘 전극의 제조 방법 및 전극 장치 |
| KR20220040654A (ko) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 주식회사 썬로이 | 마찰전기 나노발전기를 이용한 마이크로니들 디바이스 |
-
2023
- 2023-07-14 KR KR1020230091571A patent/KR102611622B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140074478A (ko) * | 2012-12-10 | 2014-06-18 | 한국기계연구원 | 전도성 나노 또는 마이크로 기둥의 맞물림을 이용한 촉각 센서 |
| KR101486217B1 (ko) * | 2013-12-10 | 2015-02-06 | 한국기계연구원 | 커브 형 전도성 나노 또는 마이크로 필러를 이용한 촉각 센서 |
| KR20180013338A (ko) * | 2016-07-29 | 2018-02-07 | 한국기계연구원 | 복합적인 강성도를 갖는 맞물림 촉각센서 |
| KR20210146522A (ko) | 2020-05-27 | 2021-12-06 | 링크페이스 주식회사 | 전도성 실리콘 전극의 제조 방법 및 전극 장치 |
| KR20220040654A (ko) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 주식회사 썬로이 | 마찰전기 나노발전기를 이용한 마이크로니들 디바이스 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Flexible and stretchable bio-integrated electronics based on carbon nanotube and graphene | |
| Xin et al. | MXenes and their applications in wearable sensors | |
| Rauti et al. | Properties and behavior of carbon nanomaterials when interfacing neuronal cells: How far have we come? | |
| Davoodi et al. | 3D-printed ultra-robust surface-doped porous silicone sensors for wearable biomonitoring | |
| Kim et al. | 2D materials for skin‐mountable electronic devices | |
| Rahman et al. | An overview of the recent progress in the synthesis and applications of carbon nanotubes | |
| Marchesan et al. | Nanomaterials for stimulating nerve growth | |
| US7844347B2 (en) | Medical devices incorporating carbon nanotube material and methods of fabricating same | |
| US7596415B2 (en) | Medical devices incorporating carbon nanotube material and methods of fabricating same | |
| Yoshida et al. | Molecular mechanics calculations of giant-and hyperfullerenes with eicosahedral symmetry | |
| Rastogi et al. | Bioelectronics with nanocarbons | |
| Ma et al. | Highly permeable and ultrastretchable liquid metal micromesh for skin-attachable electronics | |
| CN110461400A (zh) | 可转向医疗装置及其制备方法 | |
| Turner et al. | Wearable bioelectronics | |
| KR102611622B1 (ko) | 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물을 이용한 전기자극 장치 | |
| Herbert et al. | Recent advances in printing technologies of nanomaterials for implantable wireless systems in health monitoring and diagnosis | |
| WO2011121931A2 (ja) | カテーテル | |
| Thakur et al. | Carbon nanotubes: types, synthesis, cytotoxicity and applications in biomedical | |
| Chiappim et al. | The status and perspectives of nanostructured materials and fabrication processes for wearable piezoresistive sensors | |
| Lee et al. | Nanoscale materials and deformable device designs for bioinspired and biointegrated electronics | |
| Kohls et al. | Vertically aligned carbon nanotubes as a unique material for biomedical applications | |
| KR102611619B1 (ko) | 그래핀과 탄소나노튜브의 혼합 구조물 및 이의 제조방법 | |
| Reina et al. | Nanocarbon surfaces for biomedicine | |
| You et al. | Novel graphene planar architecture with ultrahigh stretchability and sensitivity | |
| Cao et al. | Liquid metal-based electronics for on-skin healthcare |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |