KR20130047785A - 이온성 고분자 작동기 및 그 제조 방법 - Google Patents

이온성 고분자 작동기 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

서로 마주하는 한 쌍의 투명 전극, 그리고 상기 한 쌍의 투명 전극 사이에 위치하고 술폰화 이온성 고분자를 포함하는 이온성 고분자 막을 포함하는 이온성 고분자 작동기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

이온성 고분자 작동기 및 그 제조 방법{IONIC POLYMER ACTUATOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
이온성 고분자 작동기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 5V 이하의 낮은 전기장 하에서 대변형 굽힘 특성을 가지는 전기 활성 고분자 작동기(electroactive polymer actuator, EAP actuator)에 대한 연구가 활발하다. 전기 활성 고분자 작동기는 인공 근육, 생체 로봇, 초소형 의료 디바이스 및 생체모방공학 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.
전기 활성 고분자 작동기 중, 전기장 내에서 이온의 움직임에 의해 작동하는 이온성 고분자 금속 복합체(ionic polymer metal composite, IPMC)는 이온성 고분자와 그 양단에 위치한 전극을 포함한다. 상기 전극은 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd) 등의 귀금속으로 만들어질 수 있으며, 무전해 도금 등 복잡한 도금 과정에 따라 제조될 수 있다.
따라서 제조 비용이 높고 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 상기 금속의 큰 강성은 작동기의 굽힘 변성 특성을 방해할 수 있고 약 2 내지 10㎛의 비교적 두꺼운 전극 두께에 의해 광 투과성이 저하될 수 있다.
일 구현예는 제조 비용을 낮추고 제조 공정을 단순화하는 동시에 전극 특성을 개선한 이온성 고분자 작동기를 제공한다.
다른 구현예는 상기 이온성 고분자 작동기의 제조 방법을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 서로 마주하는 한 쌍의 투명 전극, 그리고 상기 한 쌍의 투명 전극 사이에 위치하고 술폰화 이온성 고분자를 포함하는 이온성 고분자 막을 포함하는 이온성 고분자 작동기를 제공한다.
상기 투명 전극은 그래핀, 실버 나노 와이어, 도전성 고분자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 도전성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS)를 포함할 수 있다.
상기 투명 전극은 상기 도전성 고분자에 도핑되어 있는 극성 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 극성 용매는 상기 도전성 고분자 100 중량부에 대하여 약 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
상기 투명 전극은 약 1 내지 10nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 이온성 고분자 작동기는 상기 투명 전극의 일면에 위치하는 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 금속층은 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd)에서 선택된 적어도 1종의 금속 입자를 포함할 수 있다.
상기 금속층은 약 1 내지 5nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 술폰화 이온성 고분자는 술폰화 폴리이미드(sulfonated polyimide, SPI), 술폰화 폴리우레탄이미드(sulfonated poly(urethane-imide), 나피온(Nafion) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 이온성 고분자 막은 약 50 내지 300㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 이온성 고분자 작동기는 약 5V 이하의 저전압에서 굽힘 변형을 나타낼 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 술폰화 이온성 고분자를 포함하는 이온성 고분자 막을 형성하는 단계, 그리고 상기 이온성 고분자 막의 일면 또는 양면에 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하는 이온성 고분자 작동기의 제조 방법을 제공한다.
상기 술폰화 이온성 고분자는 술폰화 폴리이미드(sulfonated polyimide, SPI), 술폰화 폴리우레탄이미드(sulfonated poly(urethane-imide), 나피온(Nafion) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 이온성 고분자 막을 형성하는 단계는 술폰화 이온성 고분자의 전구체를 열처리하여 형성할 수 있다.
상기 투명 전극을 형성하는 단계는 상기 이온성 고분자 막의 적어도 일면에 그래핀, 실버 나노 와이어, 도전성 고분자 또는 이들의 조합을 습식 전사, 롤-투-롤 전사, 열간성형(hot pressing) 중 적어도 하나의 방법으로 적층할 수 있다.
제조 비용을 낮추고 제조 공정을 단순화하는 동시에 전극 특성을 개선한 이온성 고분자 작동기를 구현할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기를 보여주는 개략도이고,
도 2는 다른 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기를 도시한 개략도이고,
도 3은 실시예 1 내지 3에 따른 이온성 고분자 작동기의 조화 응답 특성을 보여주는 그래프이고,
도 4는 실시예 4에 따른 이온성 고분자 작동기의 조화 응답 특성을 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
일 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기를 보여주는 개략도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기는 서로 마주하는 한 쌍의 투명 전극(1,3), 그리고 상기 투명 전극(1,3) 사이에 위치하는 이온성 고분자 막(2)을 포함한다.
투명 전극(1,3)은 그래핀(graphene), 실버 나노 와이어(silver nanowire), 도전성 고분자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
그래핀은 복수 개의 탄소 원자들이 공유 결합으로 연결된 방향족 분자로, 높은 도전성을 가지며 얇은 두께로 인하여 높은 광 투과도를 가진다.
실버 나노 와이어는 실버(Ag)로 만들어진 선형의 나노 구조체로, 높은 도전성 및 광 투과도를 가진다.
도전성 고분자는 도전성을 가지는 고분자로, 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS)를 포함할 수 있다.
상기 투명 전극이 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS)와 같은 도전성 고분자로 형성되는 경우, 상기 도전성 고분자에 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG)와 같은 극성 용매가 도핑되어 있을 수 있다. 상기 극성 용매는 상기 투명 전극의 도전성을 개선할 수 있다.
상기 극성 용매는 상기 도전성 고분자 100중량부에 대하여 약 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위로 포함됨으로써 투명 전극의 광 투과도에 영향을 미치지 않으면서도 도전성을 개선할 수 있다.
투명 전극(1,3)은 약 1 내지 10nm 두께를 가질 수 있다. 투명 전극(1,3)이 상기 범위의 두께를 가짐으로써 전기 도전성 및 광 투과성을 확보할 수 있다.
이온성 고분자 막(2)은 술폰화 이온성 고분자를 포함한다.
상기 술폰화 이온성 고분자는 술폰기(SO3 -)를 가지는 고분자로, 고정된 음이온인 술폰기와 움직일 수 있는 양이온으로 구성될 수 있다. 이 때 양이온은 예컨대 H+, Li+ 등일 수 있다.
상기 술폰화 이온성 고분자는 예컨대 술폰화 폴리이미드(sulfonated polyimide, SPI), 술폰화 폴리우레탄이미드(sulfonated poly(urethane-imide), SPUI), 나피온(Nafion?) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
이온성 고분자 막(2)은 약 50 내지 300μm의 두께를 가질 수 있다. 이온성 고분자 막(2)이 상기 범위의 두께를 가짐으로써 적절한 광 투과성과 고분자 작동기로서 적합한 기계적 강성 및 유연성을 지닐 수 있다.
다른 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기에 대하여 도 2를 참고하여 설명한다.
도 2는 다른 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기를 도시한 개략도이다.
도 2를 참고하면, 다른 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기는 전술한 구현예와 마찬가지로 서로 마주하는 한 쌍의 투명 전극(1, 3), 그리고 상기 투명 전극(1, 3) 사이에 위치하는 이온성 고분자 막(2)을 포함한다.
그러나 본 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기는 투명 전극(1, 3)의 일면에 위치하는 금속층(4, 5)을 더 포함한다. 금속층(4, 5)은 금속 입자를 포함하며, 예컨대 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd)에서 선택된 적어도 1종일 수 있다.
금속층(4, 5)은 투명 전극(1, 3)의 표면에 위치하여 투명 전극(1, 3)의 도전성을 더욱 개선시킬 수 있다.
금속층(4, 5)은 약 1 내지 5nm의 두께를 가질 수 있다. 금속층(4, 5)이 상기 범위의 두께를 가짐으로써 광 투과성을 저해하지 않으면서 도전성을 개선할 수 있다.
상술한 이온성 고분자 작동기는 약 5V 이하의 저전압에서 굽힘 변형을 나타낼 수 있으며, 이를 응용하여 인공 근육, 생체 로봇, 초소형 의료 디바이스 및 생체모방공학 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.
이하 상술한 이온성 고분자 작동기의 일 구현예에 따른 제조 방법에 대하여 설명한다.
일 구현예에 따른 이온성 고분자 작동기의 제조 방법은 술폰화 이온성 고분자를 포함하는 이온성 고분자 막을 형성하는 단계, 그리고 상기 이온성 고분자 막의 일면 또는 양면에 투명 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 이온성 고분자 막을 형성하는 단계는 예컨대 술폰화 이온성 고분자의 전구체를 열처리하여 형성할 수 있다. 여기서 술폰화 이온성 고분자는 전술한 바와 같이 술폰화 폴리이미드(SPI), 술폰화 폴리우레탄이미드(SPUI), 나피온(Nafion?) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예컨대 술폰화 폴리이미드로부터 이온성 고분자 막을 형성하는 경우, 술폰화 폴리이미드의 전구체인 술폰화 폴리아믹산(sulfonated polyamic acid, SPAA)을 열처리하여 이미드화 반응에 의해 이온성 고분자 막을 형성할 수 있다.
술폰화 폴리아믹산(SPAA)는 1종 이상의 디아민(diamine) 화합물과 1종 이상의 무수물(anhydride)을 용매에서 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 디아민 화합물은 예컨대 2,2-벤지딘설폰산(2,2-benzidinedisulfonic acid, BDSA), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline, ODA), 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]설폰(bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl] sulfone, m-BAPPS), 메타-페닐렌 디아민(meta-phenylene diamine, mPDA), 디설포네이티드 디아민 3,3-디설폰산 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]설폰(disulfonated diamine 3,3-disulfonic acidbis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, SA-DADPS), 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌(9,9-bis(4-aminophenyl)fluorine, BAPF), 4,4-비스(4-아미노페녹시)바이페닐(4,4-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, BAPB), 2,3,4,5-테트라메틸-1,4-페닐렌디아민(2,3,4,5-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, DAD)을 포함할 수 있다.
상기 무수물은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌테트라카로복실릭 이무수물(1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NDA), 피로멜리틱 이무수물(pyromellitic dianhydride, PMDA), 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물(2.2-bis(3.4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 6FDA), 1,4,5,8-나프탈렌 테트라카르복실릭 이무수물(1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, NTDA), 3,3',4,4'-바이페닐테트라카르복실릭 이무수물(3,3',4,4'-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, BPDA), 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭 이무수물(3,3',4,4'-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, BTDA), 3,3',4,4,-디페닐설폰테트라카르복실릭 이무수물(3,3',4,4’-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, DSDA), 옥시디프탈릭 이무수물(oxydiphthalic dianhydride, ODPA) 을 포함할 수 있다.
상기 용매는 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아미드(dimethyl acetamide, DMAc), 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), m-크레졸(m-cresol) 등을 포함할 수 있다.
예컨대 술폰화 폴리우레탄이미드로부터 이온성 고분자 막을 형성하는 경우, 상기 술폰화 폴리우레탄이미드는 상기 디아민 화합물과 무수물을 반응시켜 술폰화된 올리고머 산 형태의 무수물 구조를 만들고, 이를 이미드화하여 무수물 구조의 끝단을 가지는 술폰화 올리고이미드를 합성한 후, 우레탄 반응을 통해 최종적으로 우레탄 기를 가지는 술폰화 폴리우레탄이미드를 합성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 전극을 형성하는 단계는 그래핀, 실버 나노 와이어, 도전성 고분자 또는 이들의 조합을 예컨대 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 방법으로 형성한 후, 상기 이온성 고분자 막의 적어도 일면에 습식 전사(wet transfer), 롤-투-롤 전사(roll-to-roll transfer), 열간성형(hot pressing)의 방법으로 적층할 수 있다.
상기 투명 전극을 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS)와 같은 도전성 고분자로 형성하는 경우, 상기 도전성 고분자에 디메틸설폭사이드(DMSO) 또는 에틸렌글리콜(EG)과 같은 극성 용매를 소량 도핑할 수 있다.
또한 상기 투명 전극을 형성하는 단계 후에 상기 투명 전극의 일면에 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 금속층은 예컨대 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd) 등을 무전해도금 또는 스퍼터링 등의 방법으로 형성할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
합성예 1
2,2-벤지딘설폰산(BDSA) 17.7g과 트리에틸아민(triethylamine, TEA) 10.45g을 에탄올에서 12시간 이상 반응시켜 BDSA-TEA 염을 합성하였다. 이어서 상기 BDSA-TEA 염 1.09g, 4,4'-옥시디아닐린(ODA) 0.2g 및 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물(6FDA) 0.4g을 DMSO(용매) 50g에 넣고 50℃의 질소분위기에서 12시간 반응시켜 술폰화된 올리고머 산 형태의 무수물 구조를 만들었다. 이어서 재결정화 과정을 통해 섬유 형태의 파우더를 얻었다. 이어서 80℃, 100℃, 120℃ 및 140℃에서 각각 1시간 동안 진공 건조하는 열처리 과정을 통해 술폰화 폴리이미드를 합성하였다.
상기 술폰화 폴리이미드를 150μm 두께의 필름으로 성형하여 이온성 고분자 막을 형성하였다.
Figure pat00001

합성예 2
2,2-벤지딘설폰산(BDSA) 17.7g과 트리에틸아민(triethylamine, TEA) 10.45g을 에탄올에서 12시간 이상 반응시켜 BDSA-TEA 염을 합성하였다. 이어서 상기 BDSA-TEA 염 1.18g와 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭 이무수물(BTDA) 1.3895g을 DMSO(용매) 50g에 넣고 50℃의 질소분위기에서 12시간 반응시켜 술폰화 올리고머 산 형태의 무수물 구조를 만든 후, 재결정화 과정을 통해 섬유 형태의 파우더를 얻었다. 이어서 상기 섬유 형태의 파우더를 80℃, 100℃, 120℃ 및 140℃에서 각각 1시간 동안 진공 건조하는 열처리 과정을 통해 끝단에 무수물 구조를 가지는 1차 술폰화 올리고이미드를 합성하였다. 이어서 상기 1차 술폰화 올리고이미드 6.54g과 6아미노-1-헥사놀 1.41g을 DMSO(용매) 50g에 넣고 반응시켜 1차 술폰화된 올리고이미드의 양 무수물 끝단에 6-아미노-1-헥사놀(6-amino-1-hexanol)을 붙이는 반응을 수행하여 양 끝단에 알코올 기를 가지는 2차 술폰화된 올리고아미드를 합성하였다. 이어서 상기 2차 술폰화된 올리고아미드를 80℃, 100℃, 120℃ 및 140℃에서 각각 1시간 동안 열처리하여 이미드화 반응을 수행하여 양 끝에 알코올 기를 갖는 2차 술폰화 올리고이미드를 합성하였다. 이어서 우레탄 반응을 통해 폴리우레탄이미드를 합성하였다.
상기 폴리우레탄이미드를 150㎛ 두께의 필름으로 성형하여 이온성 고분자 막을 형성하였다.
Figure pat00002

실시예 1
약 1000℃에서 25㎛ 두께의 구리(Cu) 촉매층(Cu foil) 위에 메탄 가스와 수소 가스의 혼합 기체를 공급시켜 구리 촉매층 위에 그래핀을 성장시켰다. 이어서 상기 합성예 1에 따른 이온성 고분자 막의 양면에 상기 그래핀을 롤-투-롤 방법으로 전사하여 그래핀 전극을 형성하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 이온성 고분자 막의 양면에 그래핀 전극을 형성한 후 상기 그래핀 전극 위에 백금염(Pt(NH3)2+) 수용액 3mg/ml을 무전해 도금하여 2nm 두께의 금속층을 추가로 형성하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 이온성 고분자 막의 양면에 그래핀 전극을 형성한 후 상기 그래핀 전극 위에 금(Au)을 스퍼터링하여 2nm 두께의 금속층을 추가로 형성하였다.
실시예 4
폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS)에 디메틸설폭사이드(DMSO)를 10 중량부로 첨가한 후 하기 화학식 a로 표현되는 나피온(Nafion?)으로 만들어진 이온성 고분자 막의 양면에 코팅한 후 건조하여 이온성 고분자 작동기를 제조하였다.
[화학식 a]
Figure pat00003
평가
실시예 1 내지 4에 따른 이온성 고분자 작동기의 조화 응답(harmonic response) 특성을 평가하였다.
도 3은 실시예 1 내지 3에 따른 이온성 고분자 작동기의 조화 응답 특성을 보여주는 그래프이고, 도 4는 실시예 4에 따른 이온성 고분자 작동기의 조화 응답 특성을 보여주는 그래프이다.
도 3을 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 이온성 고분자 작동기는 전극의 전도도가 개선되어 끝단 변형량이 증가하였음을 알 수 있다.
또한 도 4를 참고하면, 실시예 4에 따른 이온성 고분자 작동기는 인가 전압에 따라 변형량이 증가하였으며 우수한 조화 응답 특성을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1, 3: 투명 전극 2: 이온성 고분자 막
4, 5: 금속층

Claims (16)

  1. 서로 마주하는 한 쌍의 투명 전극, 그리고
    상기 한 쌍의 투명 전극 사이에 위치하고 술폰화 이온성 고분자를 포함하는 이온성 고분자 막
    을 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  2. 제1항에서,
    상기 투명 전극은 그래핀, 실버 나노 와이어, 도전성 고분자 또는 이들의 조합을 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  3. 제2항에서,
    상기 도전성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS)를 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  4. 제3항에서,
    상기 투명 전극은 상기 도전성 고분자에 도핑되어 있는 극성 용매를 더 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  5. 제4항에서,
    상기 극성 용매는 상기 도전성 고분자 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 포함되어 있는 이온성 고분자 작동기.
  6. 제1항에서,
    상기 투명 전극은 1 내지 10nm의 두께를 가지는 이온성 고분자 작동기.
  7. 제1항에서,
    상기 투명 전극의 일면에 위치하는 금속층을 더 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  8. 제7항에서,
    상기 금속층은 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd)에서 선택된 적어도 1종의 금속 입자를 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  9. 제7항에서,
    상기 금속층은 1 내지 5nm의 두께를 가지는 이온성 고분자 작동기.
  10. 제1항에서,
    상기 술폰화 이온성 고분자는 술폰화 폴리이미드(sulfonated polyimide, SPI), 술폰화 폴리우레탄이미드(sulfonated poly(urethane-imide), 나피온(Nafion?) 또는 이들의 조합을 포함하는 이온성 고분자 작동기.
  11. 제1항에서,
    상기 이온성 고분자 막은 50 내지 300㎛의 두께를 가지는 이온성 고분자 작동기.
  12. 제1항에서,
    5V 이하의 저전압에서 굽힘 변형을 나타내는 이온성 고분자 작동기.
  13. 술폰화 이온성 고분자를 포함하는 이온성 고분자 막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 이온성 고분자 막의 일면 또는 양면에 투명 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 이온성 고분자 작동기의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 술폰화 이온성 고분자는 술폰화 폴리이미드(sulfonated polyimide, SPI), 술폰화 폴리우레탄이미드(sulfonated poly(urethane-imide), 나피온(Nafion?) 또는 이들의 조합을 포함하는 이온성 고분자 작동기의 제조 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 이온성 고분자 막을 형성하는 단계는
    술폰화 이온성 고분자의 전구체를 열처리하여 형성하는
    이온성 고분자 작동기의 제조 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 투명 전극을 형성하는 단계는
    상기 이온성 고분자 막의 적어도 일면에 그래핀, 실버 나노 와이어, 도전성 고분자 또는 이들의 조합을 습식 전사, 롤-투-롤 전사, 열간성형(hot pressing) 중 적어도 하나의 방법으로 적층하는 이온성 고분자 작동기의 제조 방법.


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