Integrated strain and tactile sensors and triboelectric energy harvesters in woven structure
변위센서, 촉각센서 및 마찰전기 에너지 수확소자가 융합된 모직 구조 개발
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 윤광석
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000059974
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
This paper presents and demonstrated power-generating flexible and stretchable multifunctional sensor device. The proposed device is composed of resistive strain sensor, capacitive tactile sensors, and triboelectric energy harvester. The device is fabricated using silver nanowires coated on hollow tubes which are woven in fabric structure, the total size of the sensor is 60 × 60 mm2 having 5 × 5 array. The touch force can be sensed by measuring the capacitance between the warp and weft tubes which is increased when the force is applied in normal direction. Also, because Ag nanowire layers provide piezoresistivity, the strain can be detected by measuring the resistance of the wires. Lastly, as an energy harvester, this device uses a triboelectric technique that based on contact electrification and electrostatic induction. The output power of this device was measured as 480 mW/cm2.
more초록/요약
본 논문에서는 유연하고 신축성을 지닌 자가 발전형 다기능 센서 어레이를 제작하고 이를 실험을 통해 증명하였다. 제안하는 소자는 저항 인장 센서, 정전 용량 촉각 센서와 마찰전기 에너지 수확 소자로 구성되어 있다. 소자는 직물 구조로 된 유연한 튜브에 은나노와이어를 사용하여 제작되었으며, 5 5 어레이 형태를 가지고 있고 60 × 60 mm2의 면적을 가지고 있다. 튜브의 날실과 씨실이 교차된 부분에서 정전 용량이 형성된 구조를 보여주며, 수직 방향으로 힘을 인가하면 면적이 변하면서 정전 용량이 변하게 되어 누르는 힘을 감지할 수 있다. 또한, 은나노와이어가 압전 저항 특성을 가지고 있기 때문에, 와이어의 변하는 저항을 측정함으로써 늘어나는 정도도 감지할 수 있다. 마지막으로, 제안하는 소자는 에너지 수확 소자로써, 마찰대전과 정전기 유도 현상에 의해 전기가 생성되는 마찰전기 에너지 수확 소자를 사용하였다. 이 때 소자의 최대 전력은 480 mW/cm2이 측정되었다.
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