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이온 전도성 고분자 액추에이터의 응용

전문가 제언: ○ 고분자 액추에이터(actuator)의 구동 원리에는 이온 전도형, 전도성 고분자형, 압전형 등이 있다. 압전형에 있어서는 구동에 50볼트로부터 수천볼트의 전압을 필요로 하기 때문에 응용 면에서 사용하기 어려운 점이 있다. 이온 전도형과 전도성 고분자형의 구동 전압은 2볼트 정도로 전지의 전압과 거의 같고, 디바이스 설계로 사용하기가 쉽기 때문에 응용이 넓은 액추에이터이다.

○ 불소계 이온교환수지의 전도성 고분자를 베이스로 한 이온 전도성 고분자 액추에이터는 경량, 저전압 구동, 높은 굴곡 응답성, 가공 용이성 등의 특성이 있다. 종래 액추에이터의 대체가 아닌 새로운 용도 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 본 문헌에서는 이 액추에이터의 소재, 기능, 구성, 응용성 등을 살펴본다.

○ 이온교환수지와 전도성 고분자가 갖는 각각의 소재 특성은 대체로 큰 구동력을 얻을 수 있고, 우수한 성형성, 소형 경량화에 적합하다. 이러한 유리한 점에 따라 인공근육 같이 부드러우면서 여러 복잡한 동작이 가능한 액추에이터의 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 고분자 액추에이터의 변위량과 발생력을 향상시켜 종래의 모터를 대체할 수 있는 액추에이터로서 새로운 용도개발을 위한 응용연구를 확대해야 한다.

○ 전도성 고분자는 광전효과, 축전성, 운동 에너지성 등의 기능이 우수하기 때문에 유기 EL, 유기 메모리, 박막 태양전지, 소프트 액추에이터 등 최첨단 차세대 디바이스 재료로서 점점 기대가 커지고 있다. 전도성 고분자는 유기 고분자 재료이기 때문에 내열성, 내후성, 기능열화 등의 과제가 있고 제조가공법 면에서도 개선의 여지가 남아 있다.

○ 한국의 경우 디스플레이 산업 등 IT 분야에서 큰 강점을 가지고 있어 효과적인 연구개발이 이루어진다면 가장 빠른 속도로 상업화 시킬 수 있는 여건에 있다. 그러나 현실적으로 필수적인 유기 전도재료(저분자계 및 고분자계)의 대부분을 일본 등에서 수입하므로 해외 의존도가 높다. “저탄소 녹색성장”을 미래 산업의 목표로 하고 있는 한국으로서는 보다 많은 기초연구와 상업화에 과감한 투자를 해야 한다.

저자: Asaka Kinji
자료유형: 학술정보