극도로 신축성이 뛰어나고, 안정적이며, 내구성이 우수한 더블 네트워크 오르가겔 기반의 변형 센서

신축성 변형 센서는 현대 전자기기에서 다양한 응용 가능성을 제공합니다. 그러나 탄성 매트릭스의 도전으로 인해 극도로 신축성이 뛰어나고, 높은 안정성 및 우수한 내구성을 가진 변형 센서를 제작하는 것은 여전히 어려운 일입니다. 본 연구에서는 착용 가능한 고성능 변형 센서의 제작을 위해 극도로 신축성이 뛰어나고, 높은 안정성을 가진 더블 네트워크 에틸렌 글리콜(EG) 오르가겔의 첫 번째 사례를 개발하였습니다. 하이브리드 물리적 및 화학적 교차 연결 더블 네트워크의 형성이 EG 오르가겔에 21,000%라는 비상한 신축성을 부여하는 것으로 나타났으며, 이는 문헌에 보고된 젤 중에서 가장 높은 값입니다. 한편, EG의 낮은 증기압은 오르가겔에 높은 환경적 안정성을 제공합니다. EG 오르가겔의 고유한 신축성과 안정성 덕분에 전기적으로 전도성 필러로 그래핀을 포함하여 변형 센서를 쉽게 제작할 수 있으며, 이 센서는 10,500%의 파괴 변형률을 초과하는 매우 넓은 변형 감지 범위를 보여주며, 게이지 인자는 2.3입니다. 더 중요한 것은 이 센서가 공기 중에서 50,000회 이상의 적재-제거 사이클을 견딜 수 있어 높은 안정성과 우수한 내구성을 보여준다는 점입니다. 이러한 센서가 인간의 관절 움직임과 근육 진동(예: 인간 관절 운동, 음료 섭취, 말하기, 호흡 및 가벼운 기침)을 추적할 수 있으며, 서로 다른 방향의 변형과 모발의 터치를 구별할 수 있음을 입증하였습니다. 본 연구는 극도로 신축성 있고, 안정적이며, 내구성이 뛰어난 변형 센서를 제작하기 위한 새로운 탄성 매트릭스 플랫폼을 제공할 뿐만 아니라, 인간의 몸의 크고 작은 움직임을 추적하는 웨어러블 전자기기로서의 응용을 보여줍니다. 이는 전자 피부, 인간-기계 상호작용 및 개인화된 건강 모니터링과 같은 실질적인 응용으로 확장될 수 있습니다.