바이오/재료/화학

Fine Chemical _2016.08 특집 (p 5 ~ 60)

웨어러블/ 플렉시블 디바이스를 위한 화학물질


● 웨어러블 디바이스를 위한 인쇄 배선기술
(Printed Electronics for Wearable Applications)
Suganuma Katsuaki / 오사카대학 산업과학연구소 교수

IoT의 첫 단계를 책임지는 웨어러블(wearable) 디바이스(device)를 위한 요소기술로써, 인쇄전자 (Printed Electronics)가 크게 비약하고 있다. 나노 잉크의 배선기술과 센서기술, 더 나아가, 에너지공급 디바이스의 실현 등, 폭넓은 개발이 추진 중에 있다. 본문에서는, 웨어러블 디바이스를 향한 인쇄전자 기술개발의 현황을 소개한다.

1. IoT와 웨어러블 디바이스
2. 웨어러블에서 필요한 요소기술
3. 센서기술
4. 배선재료
4-1. 고분자 / 4-2. 탄소 나노 재료 / 4-3. 금속잉크와 전도성(電導性)접착제
5. 인쇄로 만들어진 별도의 웨어러블 디바이스
6. 앞으로의 전망


● 도포형 플렉시블(Flexible) 열전변환소자(熱電變換素子)의 개발
(Development of printed Flexible Thermoelectric Devices)
Araki Kei-ichi / ㈜ KRI 디바이스 Material 연구부 주임연구원

최근, Energy Harvesting기기(器機)용의 전원으로써, 열전변환기술이 각광을 받고 있다. 새로운 용도에 맞춰, 열전변환소자(素子)의 형태에 대한 요구도, 기존의 단단하고 튼튼한 것부터, 유연하고 가벼운 것으로 바뀔 것으로 예상된다. 본문에서는, 이러한 새로운「열전변환소자 = 플렉시블 열전변환소자」의 실현을 향한 우리의 시도에 대하여 소개한다.

1. 머리글
2.「플렉시블(Flexible) 열전변환소자」이란?
3. 나노입자의 합성
4. 박막(薄膜) 제작 – 카렌더(Calender) 처리
5. 패브릭(Fabric) 모듈
6. 마무리 및 향후 전망


● 저온경화(低溫硬化) / 플렉시블 전도성(電導性)접착제 개발과 응용
(Development and Application of Low-Temperature Curable Electrical Isotropic Conductive Adhesive)
Okabe Yusuke / Cemedine 주식회사 기술본부

모든 사물이 인터넷과 접속되는 IoT (Internet of Things)는 우리생활의 변화를 가져 올 가능성이 크므로, 커다란 비즈니스 기회로써의 주목을 받고 있다. 한편, 모든 사물에 전기적 기능을 부여할 경우, 기존의 기술로는 대응 불가능한 부분이 발생한다.
본문에서는, 차세대 디바이스의 접합제에 대한 요구를 충족시키기 위해 개발한 전도성 접착제의 특성에 대해 설명한다.  

1. 머리글
2. Electronics의 현황
3. 설계 개념
4. 저온경화(低溫硬化)/ 플렉시블 전도성 접착제의 특징
5. 응용 예시1 (EMI 편집)
6. 응용 예시2 (인쇄에 의한 배선형성)
7. 응용 예시3 (비단열성 재료의 적용)
8. 마무리


● 웨어러블 디바이스용 신축절연(伸縮絶緣)소재의 개발
(Development of Stretchable Insualating Material for Wearable Devices)
Yatabe Go 외 3인 / 이노베이션 추진센터

㈜히타치 화성(日立化成)에서는 의류형 웨어러블 디바이스(스마트웨어 용도)에 초점을 맞춰,「신축성」,「유연성」,「방수성」및, 「세탁성」등을 키워드로, 고기능 신규재료의 개발을 추진해 왔다. 본문에서는, 개발중의 신축절연소재에 관하여 각종 신뢰성실험을 실시하면서, 봉지재(封止材)용도 및 기재(基材) 용도로써의 적성을 검토한 결과를 제시한다.

1. 머리글
2. 당사의 신축절연소재의 개발 경위
3. 신축절연소재의 평가방법 및 기준
4. 신뢰성 시험결과
4-1. 유연성 시험 / 4-2. 신축성 시험 / 4-3. 방수시험 / 4-4. 세탁시험
5. 바이어스(Bias) HAST시험


● 폴리 유산(Poly Lactic Acid)을 사용한 압전(圧電) 패브릭(Fabric)
(Piezoelectric Polylactic Acid Fabric)

Tajitsu Yoshiro 외 1명 / 칸사이 대학 시스템 이공학부 교수

현재, 웨어러블 센서는 「몸에 붙이는」시대에서 「입는」시대로 바뀌었다. 그 중에서, 그것을 실현하는 폴리 유산(PLA)은 압전 센서의 재료로 주목을 받아왔다. 우리는 폴리 유산 섬유를 이용하여 웨어러블 센서의 재료인 압전 패브릭을 실현시켰다. 본문에서는, 필름연구에서 시작된 폴리 유산의 압전성(圧電性)연구를 간단하게 고찰하여, 압전 패브릭에 대해서 설명한다.

1. 머리글 – 필름형 센서의 발전
2. PLLA섬유의 압전성
2.1 Flexible 압전성 / 2.2 PLLA 코일형 센서 2.3 W 코일형 센서
3. 압전 패브릭
3-1. PLLA섬유를 사용한 압전 디바이스 / 3-2. 압전 패브릭의 구조
3-3. 압전 패브릭으로 부터의 압전신호와 디바이스 / 3-4. 압전 패브릭 센서의 유용성
3-5. 압전 패브릭의 기대되는 용도
4.　마무리


● 유기전도성 섬유를 사용한 센서기능을 가진 니트의 개발
(Development of Wearable Sensors Using Organic Conductive Fibers)
Kimura Mutsumi / 신슈대학 섬유학부 교수

의류나 인테리어 등의 섬유제품에 다양한 기능을 도입하는 것이 가능하다면, 위화감 없이 여러 가지 서비스를 받을 수 있게 된다. 섬유 자체를 디바이스화하여 편직(編織)에 의한 다기능화를 추진함으로써, 섬유제품의 IoT화가 가능하게 된다. 본문에서는, 섬유의 전도성 및 편구조 형성에 따른 센서기능에 관하여 서술한다.

1. 머리글
2. 유기 전도성 섬유의 개발
3. 유기 전도성 섬유의 직물화
4　유기 전도성 섬유를 전극으로 한 생체신호 Sensing
5. 마무리


● 플렉시블 디바이스용 소형 배터리
(Small Power Source for Flexible Device)
Kanamura Kiyoshi / 首都大学東京 분자응용학과 교수

전지(배터리)개발은 오랜 기간에 걸쳐, 실시되어 왔으며, 자동차의 엔진시동용 배터리, 휴대전화의 전원, 노트북의 전원 등 폭넓은 용도로 사용되어 왔다. 최근에는 하이브리드 자동차나 전기자동차의 전원, 태양광 발전과 풍력발전의 전원으로도 사용되고 있다. 전지가 대형화되는 반면, 새로운 분야의 배터리로써, 소형배터리에도 흥미를 가지게 되었다. 특히, 플렉시블한 전지는 응용범위가 넓어서 기대되고 있는 전지이다. 여기에서는, 플렉시블한 전지의 연구개발 전에 필요한, 마이크로 전지(소형배터리)에 관한 연구개발을 최초로 소개한다.  

1. 소형 배터리
2. 마이크로 전지
3. 플렉시블한 전지
3-1. 1차전지 / 3-2. 2차전지
4. 마무리

            -- 끝 --