피트니스 트래커, 스마트워치, 기타 건강 모니터링 및 엔터테인먼트 장치의 인기로 인해 최근 몇 년 동안 웨어러블 기술이 급증했습니다. 웨어러블 기술에 대한 수요와 함께 정확한 데이터 수집기 및 전송기, 가볍고 튼튼하고 장시간 착용해도 편안한 혁신적인 소재에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 형태와 기능의 조화를 이루기 위해 건축에 사용되는 재료를 신중하게 고려합니다.
이미지 크레디트: Steady Micro Programs Ltd
연구원은 웨어러블 장치를 구성하는 재료의 유연성, 견고성 및 기타 물리적 특성을 평가해야 하며 이는 웨어러블 기술을 위한 새로운 소재를 만들고 개발합니다. 착용성, 편안함, 수명이 이러한 특성의 영향을 받기 때문에 웨어러블 기술을 위한 신소재를 만들기 위해서는 소재의 질감, 단단함, 탄력성 및 내구성과 같은 기계적 특성에 대한 자세한 이해가 필요합니다.
질감 분석기를 사용하여 재료를 측정할 수 있는 방법의 예:
텍스처 분석기를 사용하여 테스트 샘플의 선택된 위치에서 특정 하중 환경 하에서 재료의 변형 및 기계적 특성을 측정할 수 있으며 기계적 품질을 특성화하기 위한 과학적이고 정량적인 방법을 제공합니다. 다양한 방식으로 재료를 압축하거나 늘릴 때 발생하는 힘과 변형이 기록됩니다. 온도, 습도, 압력 및 마모와 같은 다양한 상황에서 재료의 거동도 이 기술적 방법을 사용하여 이해할 수 있습니다. 측정되는 속성에 따라 특정 방식으로 샘플을 지원하거나 테스트하기 위해 Texture Analyzer에서 사용되는 여러 장치가 있습니다. 아래에 몇 가지 예가 나와 있습니다.
슬롯 찢김, 루프 압축 및 재료 파열 강도를 측정하는 텍스처 분석기. 이미지 크레디트: Steady Micro Programs Ltd
인장 강도, ‘바지’ 찢어짐 및 T-박리 특성을 측정하는 텍스처 분석기. 이미지 크레디트: Steady Micro Programs Ltd
텍스처 분석기가 웨어러블 기술을 위한 신소재 개발에 어떤 도움이 됩니까?
- 직물의 편안함 평가: 직물의 편안함을 결정하는 핵심 요소는 신축성과 회복 능력입니다. 이것은 편안하고 안전한 착용감을 보장하는 데 중요합니다. 연구원은 기계적 테스트를 사용하여 부드러움, 유연성 및 탄력성과 같은 속성을 측정하여 움직임을 제한하거나 불편함을 유발하지 않고 이상적인 핏을 제공할 각각의 최적 수준을 식별하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
- 접착 특성 최적화: 웨어러블 기술은 생리 신호를 정확하게 측정하기 위해 접착제를 사용합니다. 연구원들은 텍스처 분석기를 사용하여 접착 특성을 최적화하여 다양한 표면에 접착할 수 있을 만큼 내구성과 유연성을 보장할 수 있습니다.
- 3D 프린팅 소재 혁신: 3D 프린팅의 부상으로 가볍고 유연하면서도 웨어러블 기술의 요구 사항을 충족할 만큼 충분히 강한 소재에 대한 수요가 생겼습니다. 텍스처 분석기를 사용한 기계적 테스트는 이러한 기준을 충족하는 3D 인쇄용 새 재료를 개발하는 데 사용할 수 있으므로 기능적이고 편안한 웨어러블 장치를 생산할 수 있습니다.
- 구성 요소 내구성 평가: 웨어러블 장치는 반복 사용 및 환경 요인에 대한 노출을 견딜 수 있어야 합니다. 텍스처 분석기는 연구원이 마모에 강한 재료를 식별하여 내구성과 신뢰성을 모두 갖춘 웨어러블 장치를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 재료의 물리적 특성을 측정함으로써 연구원들은 일상적인 사용 요구를 견딜 수 있는 웨어러블 장치를 만들기 위한 재료의 이상적인 조합을 찾을 수 있습니다.
웨어러블 장치 개발을 위해 텍스처 분석기를 이미 사용하는 선구자
상업 회사는 급변하는 개발 환경에서 앞서 나가기 위해 텍스처 분석기의 측정 기능을 이미 활용하고 있는 방법을 밝히지 않지만 텍스처 분석기를 사용하는 학계에서 최근에 발표된 일부 논문을 강조할 수 있습니다.
유연한 웨어러블 센서를 위한 고신축성, 자가 수리 및 초접착성 다기능 Ionogel – Beijing Know-how and Enterprise University의 연구원들은 TA.XTplus Texture Analyzer를 사용하여 ionogel의 강도와 탄력성을 측정하고 피부에 착용할 수 있는 센서의 재료를 사용하여 심박수 및 혈압과 같은 생체 신호를 모니터링합니다.
습기‐저항하는, 넓은‐의류용 범위 압력 센서‐자연 환경에서 통합 건강, 동작 및 악력 모니터링 – 매사추세츠 대학의 연구원들은 활동, 악력 및 일반적인 건강 상태를 추적하기 위해 의류에 통합될 수 있는 내습성 압력 센서 장치를 만들었습니다. 이 기술은 텍스처 분석기를 사용하여 패브릭 패널을 평가하는 데 사용되는 유연하고 탄성 있는 실리콘과 내습성 그래핀 기반 전극을 사용합니다. 손가락 끝에는 근육 활동과 쥐는 힘을 추적하도록 설정할 수 있는 센서가 있습니다. 운동선수, 군인, 신체 장애가 있는 사람, 장기간 질병을 앓는 사람들은 온도와 습도의 변화도 감지할 수 있는 장치를 사용할 수 있습니다.
플렉서블 전자 장치를 위한 전분 기반 하이드로겔: 변형에 민감한 배터리 및 자체 전원 센서 – 광동대학교 연구원들이 만든 유연한 하이드로겔은 웨어러블 기술 발전에 도움이 될 수 있습니다. 연구진은 전분과 폴리아크릴산 나트륨 용액을 혼합하여 유연한 배터리 또는 변형 센서로 사용할 수 있는 우수한 인장 강도와 변형 감도를 가진 하이드로겔을 개발했습니다. 텍스처 분석기를 사용하여 하이드로겔의 기계적 특성을 평가한 결과 늘어난 상태에서도 형태 유지력이 양호하다는 사실을 발견했습니다. 하이드로겔은 의류, 의약 응용 분야 및 스마트워치와 같은 웨어러블 기술에 사용될 것으로 예상됩니다.
전기방사된 α-cyclodextrin/nonanyl group-modified poly(vinyl alcohol) 포접 복합섬유 시트의 피부접착성 향상 원문보기 KCI 원문보기 인용 – 전기방사된 알파-시클로덱스트린/노나닐 그룹 변성 폴리(비닐 알코올) 복합 섬유 시트의 접착 특성을 개선하기 위한 접근 방식이 일본 국립 재료 과학 연구소의 과학자들에 의해 고안되었습니다. 과학자들은 Texture Analyzer를 사용하여 재료의 끈적임을 평가하고 의료용 접착 제품이나 상처 치유에 유용할 수 있음을 발견했습니다. 이 연구는 재료 설계를 위한 전기 방사의 혁신적인 잠재력과 재료 과학에서 Texture Analyzer를 사용하는 이점을 보여줍니다.
본인‐힐링 광변색 엘라스토머 복합재료 의복 자외선‐센서 – 웨어러블 UV 센서를 만드는 데 활용할 수 있는 자가 치유 광변색성 엘라스토머 복합 재료가 태국 VISTEC(Vidyasirimedhi Institute of Science and Know-how) 연구원들에 의해 만들어졌습니다. 그들은 광변색 특성을 향상시키기 위해 박막으로 코팅하기 전에 Texture Analyzer를 사용하여 재료의 인장 강도와 연신율을 측정했습니다. 이 물질은 자외선에 노출되면 색상이 변하여 자외선 수준을 측정할 수 있습니다. 이 소재는 반복 사용으로 인한 손상을 복구할 수 있기 때문에 웨어러블 기기에 사용하기에 적합합니다.
유연함을 위한 아연 이온 가공 식물 기반 다기능 하이드로겔 의복 스트레인 센서, 바이오 전극 및 아연 이온 하이브리드 커패시터 – 질감 분석기를 사용하여 Qilu College of Technology의 과학자들은 웨어러블 스트레인 센서, 바이오 전극 및 하이브리드 아연 이온 축전기를 위한 식물 기반 하이드로겔을 개발했습니다. 하이드로겔은 유연성과 우수한 전도성을 제공하도록 설계되었으며 박테리아 및 식물 셀룰로오스로 만들어졌습니다. 그룹은 텍스처 분석기를 사용하여 하이드로겔의 압축성과 인장 강도를 평가했습니다. 연구에 따르면 이러한 식물 기반 하이드로겔은 에너지 저장 및 의료 기기와 같은 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있는 많은 가능성을 제공합니다. 웨어러블 센서 연구를 위해 Texture Analyzer를 사용하여 게시된 수백 개의 논문을 더 보려면 여기를 클릭하십시오.
재료 테스트에 텍스처 분석기를 사용하는 다른 예를 참조하십시오.
다른 업계 리더들이 혁신적인 재료 테스트에 텍스처 분석을 사용하여 경쟁에서 앞서나가는 방법을 알아보세요.
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