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기능성 재료 제조를 위한 고분자 이온액체

전문가 제언: ○ 이온액체(IL)는 100℃ 이하에서 녹는 염(salt)으로 정의된다. 상온 이온액체(RTIL)는 25℃ 이하의 융점을 갖는다. 이들 물질은 많은 유용한 특성을 갖고 있다. 대표적으로 높은 극성, 낮은 휘발성, 높은 이온 전도도, 넓은 전기화학적 응용 특성 등이 있다. 이러한 특성으로 인해 최근에는 환경 친화 또는 “녹색” 용매로 불리고 있다. 지난 10여 년간 IL에 대한 연구는 기하급수적으로 크게 성장하고 있다. 대표적인 응용분야로는 용매, 촉매, 에너지 관련 재료 등이 있고 최근에는 의약품 분야로도 확대되고 있다.

○ 여러 가지 음이온과 유기 양이온을 적절히 조합하여 이온액체(ionoc liquid: IL)의 화학조성을 조정함으로써 IL의 물리화학적 특성을 미세 조절할 수 있게 되기 때문에 IL 용액 특성의 조정을 위해 널리 사용되어 오고 있다. 양이온이나 음이온의 화학적 개질과 함께 IL의 구조 모듈을 중합이 가능한 그룹에 활용하는 방안은 최근 활발한 연구 분야로서 고분자 이온액체(IL 폴리머)의 발전이 이루어지고 있다. IL 폴리머는 고분자 전해질, 흡수체(sorbent), 분산제, 나노물질 등의 분야에서 기능성 재료로 대두되고 있다.

○ 고분자 이온액체를 형성시킴으로써 얻을 수 있는 주요 장점에는 안정성 향상, 가공성 향상, 유연성, 견고성, 그리고 메조(meso)에서 나노(nano)에 이르는 구조의 조절성 향상 등에 있다. IL 폴리머는 중합이 가능한 양이온이나 음이온을 사용하여 제조될 수 있다. 중합을 통하여 전하(양이온 또는 음이온) 단위가 반복된 고분자전해질을 합성할 수 있다. 최근의 IL 고분자에 대한 연구는 IL 양이온에 중합 가능한 성분을 도입하는 데 그 초점이 맞춰져 있다.

○ 이온액체는 열안정성, 낮은 휘발성, 난연성 등 종전의 유기 용매에 비해 많은 장점을 보유하고 있어 청정 화학반응 용매, 수 처리제 등 많은 용도 분야로의 응용 가능성이 크기 때문에 최근 각광을 받고 있다. 영구적인 전하를 갖기 때문에 전기 활성 디바이스와 액추에이터 등으로 활용될 가능성이 크다. 한국에서도 여러 분야에서 활발히 연구되고 있다.

저자: Omar Green, Simonida Grubjesic, Sungwon Lee, Millicent A. Firestone
자료유형: 학술정보