최근 외부의 변형에도 전기 및 기계적 특성이 유지되는 유연 전자 기술에 대한 수요가 높아지고 있다. 이에 더불어 사람의 피부 기능을 모사할 수 있는 인공 전자피부에 대한 연구가 활발이 진행되고 있다. 이 연구에서는 활성층으로 전도성 고분자인 P3HT(Poly(3-hexylthiophene))를 활용한 전도성과 신축성이 뛰어난 전자피부를 제작했다. P3HT 는 금속에 비해 유연성이 있지만 유연 소자의 활성층으로 활용되기 위해서는 전도성과 신축성을 개선하는 과정이 필요했다. P3HT 의 분자구조에 적합한 금속염인 Li-TFSI 의 도핑은 P3HT 의 Thiophene 골격의 황의 비공유전자쌍과 리튬 양이온의 π-π상호작용을 일으켜 결정 성장을 유도해 전도도를 높였다. 냉각이라는 추가적인 단계로 Li-P3HT 나노피브릴의 결정화 속도를 높이고, 용액의 점성을 높여 균일한 활성층의 코팅을 가능하게 했다. 그 결과, 도핑 전에 비하여 전기 전도도를 5.7 배 향상되었다. 도핑 농도의 최적화는 UPS, XPS, XRD, Hall measurement 를 포함한 다양한 분석으로 증명했다. 전도성 고분자는 도핑에 의해서 전도도 조절이 가능하지만 빠르게 산화되는 고질적인 문제점을 가지고 있다. 하지만, Li-TFSI 의 경우 낮은 환원 전위를 가져 800 시간동안 전도도를 유지하였다.
또한, SBS(Poly(Styrene-Butadiene-Styrene))라는 공중합체 고분자를 복합시켜 SBS Matrix 내부에 균일하게 Li-P3HT 나노피브릴을 분산시켜 신축성을 높였다. P3HT 와 SBS 는 서로 Trade-off 관계이므로 조성을 최적화하는 과정을 거쳤다. 단독의 Li-P3HT 필름과 대조적으로 Ecoflex 전극 위 활성층을 배열시키는 경우, 부하되는 응력과 변형도가 감소되었다. 그 결과, 50% 연신율의 1000 회 수축-이완 사이클 동안 안정적인 전기적 연결을 이루어 전도도가 유지되었다. 유한 요소 해석으로 본 미제스 응력과 최대 변형률 측정을 통해 Ecoflex 위의 활성층의 높은 연신율을 증명했다. 마지막으로, 성능 테스트로 34ms 의 빠른 반응 속도로 맥박 및 제스처 인식에 성공시켰다. 높은 착용감 및 작동 안정성으로 추후 생체 모니터링 기기에 적용될 수 있을 것이라 기대한다.