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1-1. 유연 센서용 소프트 나노소재 개발

| 연구참여자

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이름 :박찬언
소속 :포항공대
전화 :054-279-2269
이메일 :cep@postech.ac.kr
홈페이지 :http://polymer.postech.ac.kr/
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이름 :오준학
소속 :포항공대
전화 :054-279-2393
이메일 :joonhoh@postech.ac.kr
홈페이지 :http://ohgroup.postech.ac.kr
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이름 :이태우
소속 :포항공대
전화 :054-279-2151
이메일 :twlee@postech.ac.kr
홈페이지 :http://pnel.postech.ac.kr
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이름 :유승협
소속 :KAIST
전화 :042-350-8083
이메일 :syoo_ee@kaist.ac.k
홈페이지 :http://ioel.kaist.ac.kr
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이름 :이경진
소속 :충남대학교
전화 :042-821-7009
이메일 :kjlee@cnu.ac.kr
홈페이지 :1

| 연구목표

고성능 유연/신축성 소재 및 선택적 감응이 가능한 소재 개발과 이를 이용한 고성능 센서를 제작 하고자 함. 또한 분자기반 소재를 기반으로 하는 유연/신축성 센서 플랫폼 안정화 기술 개발 및 도입을 통한 장기적 안정성에 대한 신뢰성 확보하여 최종적으로 고성능 유연/신축성 통합형 멀티센서 전자소자 제작하고 무선통신 시스템 도입을 통한, 실생활에서 이용이 가능한 웨어러블 스마트기기 또는 주변환경을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 기기를 제작하고자 함.

| 연구내용

Topic 1. 고성능 센서를 위한 분자기반 유연/신축성 소재 및 선택적 감응 소재 개발

- 고유연/신축성을 갖는 유기 반도체 개발
- 센서용 소재의 광 감응도 및 화학 감응도 향상을 위한 나노패턴 제작
- 고성능 화학센서를 위한 유기 전자 소재 기능화 기술 개발


고유연/신축성 유기 반도체 제작 모식도

Topic 2. 유연 센서 플랫폼 안정화를 위한 분자기반 소재 개발

- 유기/탄소 및 유·무기 복합 전도성 재료기반 장기 안정성 전극 개발
- 형태 및 분자 패킹 조절을 통한 고안정성 유기 반도체층 형성 기술 개발
- 센서의 안정적인 전기적 특성 유지를 위한 피막형성 보호기술 도입


용매 안정성 향상 및 텍스타일 기판 활용

Topic 3. 다종 시그널 감지 및 저장용 고성능 멀티 센서 제조를 위한 소재 및 소자 개발

- 다종 시그널 감지를 위한 소재 개발 및 고성능 멀티 센서 제조
- 시그널 감지 및 저장을 위한 센서-메모리 통합형 전자소자 제조
- 고성능 센서-메모리 통합형 전자소자의 대면적 집적화 기술 개발


실용화를 위한 소자 소형화 및 무선화 추진
고성능 하이브리드 광센서 및 나노입자 기반 메모리 소자

Topic 4. 소프트 일렉트로닉스용 기능성 박막 개발

- 신규 유기층 개발 및 이를 이용한 유무기 하이브리드 다층 박막 제조
- 저온 공정이 가능하며 유연한 봉지막 제조를 통한 유연 소자 구현


유연성 봉지막을 포함한 유무기 하이브리드 다층 박막 형성

Topic 5. 유·무기 나노와이어 기반의 대면적 신축성 전자소자 개발

- 고이동도 무기 반도체 나노와이어 어레이 프린팅 기술 개발
- 고신축성 반도체 나노와이어 어레이 제작 기술 개발
- 고신축성 전도성 나노와이어 전극 어레이 제작 기술 개발
- 신축성 나노와이어 기반 all-wire 전자소자 제조 기술 개발


신축성 나노와이어 기반 전자소자 제조 모식도

| 기대효과

- 분자 기반의 기술 개발을 통해, 현재 시장에 나와 있는 무기물 기반의 웨어러블 기기보다 더욱 저렴하고 친환경적/인간친화적 센서 제작이 가능함. 이는 현재 형성되어 있는 무기물 웨어러블 소자의 단점을 극복하고 시장에 새로운 혁신을 가져올 것으로 예상
- 신축성/유연성 센서-메모리 통합형 전자재료 및 소자 개발과 무선시스템 도입을 통해 미래지향적 고성능 인간친화형 소프트 전자소자 구현을 위한 원천기술 제공
- 폴더블, 링커블, 스트레쳐블 등 고유연 전자소자에 적용할 수 있는 플랫폼을 확립하여 다양한 인체부위, 물체에도 이질감 없이 적용할 수 있는 생체 신호 검출용 무감지, 비가시 부착형 전자피부 및 전자제품 개발

| 대표연구실적

1. B. Kang, M. Jang, Y. Chung, H. Kim, S. K. Kwak, J. H. Oh, K. Cho, Nature Commun. 2014, 5, 4752
2. M. Y. Lee, H. J. Kim, G. Y. Jung, A.-R. Han, S. K. Kwak, B. J. Kim, J. H. Oh, Adv. Mater. 2015, 27, 1540
3. S. Y. Son, Y. Kim, J. Lee, G.-Y. Lee, W.-T. Park, Y.-Y. Noh, C. E. Park, T. Park, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8096
4. J. Lee, T. ?H. Han, M. ?H. Park, D. Y. Jung, J. Seo, H. ?K. Seo, H. Cho, E. Kim, J. Chung, S. ?Y. Choi, T. ?S. Kim, T. ?W. Lee, S. Yoo, Nature Commum. 2016, 7, 11791
5. H. Moon, H. Seong, W. C. Shin, W. ?T. Park, M. Kim, S. Lee, J. H. Bong, Y. ?Y. Noh, B. J. Cho, S. Yoo, S. G. Im, Nature Mater. 2015, 14, 628-635