A wearable device refers to an electronic device that can perform computing in a form attached to the body, such as a watch, clothes, and glasses. It is cutting edge technology that can monitor human health in real time by applying to firefighting, military and healthcare. Researchers attempts to implement wearable device. Among them, a laser direct writing-based graphene fabrication technology is forming laser-induced-graphene by irradiating laser to a specific material. This technology has advantages in that it can handle flexible design and reduce the processing process. The conditions of the laser-induced graphene precursor include carbon groups and must have excellent thermal durability. Kevlar, which satisfies these conditions, was selected as the precursor. In addition, laser-induced-graphene is formed on Kevlar of various physical structures according to the fiber processing process. Application suitable for the physical properties of different structure of kevlar is to be implemented. In this paper, using a femtosecond laser, laser-induced-graphene was formed and its physical and chemical properties were evaluated. In addition, strain sensors, bending sensors, temperature sensors, and supercapacitors were fabricated according to the textile structure and their performance was evaluated.
웨어러블 디바이스는 시계, 옷, 안경 등의 신체에 부착된 형태로 컴퓨팅을 할 수 있는 전자기기를 의미한다. 해당 기술은 피트니스/웰빙, 헬스케어뿐만 아니라 소방, 군사산업과 같은 특수한 상황에까지 적용시킴으로써 사람의 건강 상태 등을 실시간으로 모니터링 할 수 있다는 점에서 오늘날 크게 각광받고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스를 구현하는 방법들로 다양한 시도들이 진행되고 있는데, 이 중에서도 레이저 직접 묘화기반 그래핀 생성 기술은 특정 모재료에 레이저를 조사함으로써, 레이저-유도-그래핀을 형성시키는 기술이다. 이 기술은 유연한 디자인 변형 대처와 공정과정을 줄일 수 있다는 점에서 장점을 갖는다. 레이저-유도-그래핀을 형성하기 위한 모재료의 조건은 카본기를 포함하며 열 내구성이 뛰어나야 하는데, 이러한 조건을 만족하는 케블라를 모재료로 선정하였다. 또한, 섬유 공정과정에 따른 다양한 물리적구조의 케블라에 레이저-유도-그래핀을 형성하고, 물리적 특성에 맞는 응용을 구현하고자 한다. 이를 위해서, 본 논문에서는 펨토초 레이저를 이용하여, 레이저-유도-그래핀을 형성하고 물리적, 화학적 특성을 평가하였다. 또한 섬유 구조에 따라 strain 센서, bending 센서, 온도 센서, supercapacitor를 제작하여 이들의 성능을 평가하였다.
