고감도, 신축성, 조절 가능한 병행 마이크로게이트 기반 변형 센서

초록 신축성과 맞춤형 감도를 가진 변형 센서에 대한 요구는 인간의 움직임 감지에서 식물 성장 모니터링에 이르는 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 그럼에도 불구하고, 다양한 요구에 맞춤화된 감도를 가진 확장 가능하고 비용 효율적인 변형 센서를 디지털 방식으로 제작하는 데 주요한 도전 과제가 남아 있다. 현재, 재료에 변화가 없고 선형성을 영향을 주지 않으면서 제어된 방식으로 변형 감도를 조정할 수 있는 간단한 디지털 제작 접근 방식이 부족하다. 본 연구에서는 재료 대체 없이 전 과정 레이저 기반 제작 공정을 통해 체계적으로 변형 감도를 조정할 수 있는 병행 마이크로게이트 기반 변형 센서를 제시한다. 이 기술은 레이저 절삭과 레이저 마킹의 잘 확립된 능력을 결합한 두 단계의 직접 레이저 쓰기 방법을 사용하여 433% (GF = 168)에 이르는 변동 수치 계수를 자랑하며, 나노복합체 변형 센서의 대량 생산을 위한 길을 열고 있다. 병행 마이크로게이트 기반 변형 센서는 극도로 낮은 변형(ɛ = 0.001)에서 뛰어난 신호 대 잡음 비율을 나타내어 식물의 점진적인 성장을 모니터링하는 데 이상적이다. 응용 증명을 위해 제안된 센서는 토마토 식물에 배치되어 수경 및 토양 매체를 포함한 다양한 식재 조건에서 성장 양상을 포착하며, 또한 다양한 관개 방식에서도 사용된다.