자가발전 삽입형 의료기기를 위한 유연 압전 에너지 하베스터의 체내 생체역학 에너지 수확 특성평가 = Characterization of in-vivo biomechanical energy harvesting using flexible piezoelectric generators for self-powered biomedical implants

Cited 0 time in webofscience Cited 0 time in scopus
  • Hit : 467
  • Download : 0
인체 삽입형 의료기기는 배터리 교체를 위한 주기적인 추가 수술을 필요로 한다. 하지만 반복되는 수술은 환자에게 출혈이나 염증, 감염 등을 야기할 수 있어 큰 부담으로 작용한다. 따라서 환자들의 정신적, 육체적, 경제적 부담을 덜기 위해서 삽입형 의료기기를 자가발전 하도록 만드는 것은 필수적이다. 이를 위해 압전 물질을 유연하게 만들어 체내의 생체역학적 움직임을 전기 에너지로 변환하는 방법이 큰 주목을 받고 있지만, 아직까지는 그 출력이 낮아 실질적인 어플리케이션 구동이 불가했다. 본 연구에서는 압전 특성이 뛰어난 단결정 PMN-PZT 를 사용함으로써 체내 생체역학 에너지 하베스팅의 출력을 크게 증가시켰다. 인체 적용 가능성을 검토하기 위해 세포 독성 평가 및 조직학 분석을 통하여 소자의 생체적합성을 확인하였고, 임상실험으로써 대형동물실험을 진행하였다. 돼지의 심장박동으로부터 17.8 V 의 개방회로전압과 1.74 μA 의 단락회로전류를 얻어내었으며, 이는 유연 압전 에너지 하베스터를 이용한 기존 연구 대비 각각 4.45 배, 17.4 배 높은 값이었다. 실시간 건강 진단에 사용되는 삽입형 의료기기는 무선 데이터 전송기능을 필요로 하는데, 수확된 에너지를 이용하여 무선통신을 구동함으로써 체내 생체역학 에너지의 실제적인 사용 가능성을 증명하였다.
Advisors
이건재researcherLee, Keon Jaeresearcher
Description
한국과학기술원 :신소재공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2017
Identifier
325007
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2017.2,[v, 72 p. :]

Keywords

압전 단결정; 유연 에너지 하베스터; 생체역학 에너지 하베스팅; 대형 동물실험; 생체 적합성; Piezoelectric single crystal; Flexible energy harvester; Biomechanical energy harvesting; Large animal experiment; Biocompatibility

URI
http://hdl.handle.net/10203/243128
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=675255&flag=dissertation
Appears in Collection
MS-Theses_Master(석사논문)
Files in This Item
There are no files associated with this item.

qr_code

  • mendeley

    citeulike


rss_1.0 rss_2.0 atom_1.0