프리-스트레인을 통한 크랙 센서의 선형성과 압축 민감도 개선

Abstract

얇은 폴리머 필름 위에 금속을 증착하고 반복 인장을 통해 나노 미터 크기의 크랙을 형성해서 만드는 크랙 센서는 우수한 민감도와 내구성, 신축성을 가진다. 이 크랙 기반의 스트레인 센서의 높은 민감도를 가지는 특성을 사용하여 압력, 진동 등의 다양한 매우 작은 신호들을 읽어내는데에 성공하였고 후속 연구로 다양한 연구가 진행되었다.

하지만 크랙 센서는 strain에 따른 저항 신호 변화가 비선형적이어서 복잡한 교정 작업이 필요하고 높은 인장 민감도에 비해 매우 낮은 압축 민감도를 가지고 있다는 단점이 있다. 본 연구에서는 센서에 프리-스트레인을 가하고 고정시키는 방식을 통해 노멀 상태의 크랙 갭을 늘려 선형성을 개선했고 압축 상황에서도 인장 상황과 비슷한 민감도를 갖도록 개선했다. 또한, 압축 인장 스트레인이 모두 걸리는 2축 센서 구조에 프리-스트레인 크랙 센서를 적용하여 향후 연구 영역을 확장시켰다.