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[국내논문] 이온성 전기활성고분자 엑츄에이터
Ionic Electroactive Polymer Actuators 원문보기

고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology, v.24 no.2, 2013년, pp.177 - 182  

이장우 (Center for Materials Architecturing, Institute for Multi-Disciplinary Convergence of Materials, Korea Institute of Science and Technology (KIST)) ,  구종민 (Center for Materials Architecturing, Institute for Multi-Disciplinary Convergence of Materials, Korea Institute of Science and Technology (KIST))

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문제 정의

  • 본 총설에서는 전기활성고분자 중 그 응용성에 주목을 받고 있는 대표적인 ionic EAP 중 하나인 IPMC의 최근 연구 동향에 대해 소개하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인공근육 엑츄에이터란 무엇인가? 인공근육 엑츄에이터(artificial muscle actuator)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 직접 변환이 가능한 소자를 의미하며 에너지효율이 높고, 구조적 단순성으로 인해 소형화 및 집적화가 가능하여 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다. 엑츄에이터 소재로는 표 1에서와 같이 크게 세라믹(electroactive ceramic, EAC), 형상기억합금(shape memory alloy, SMA), 전기활성고분자(electroactive polymer, EAP)로 구분된다.
전기활성 고분자는 작동방식에 따라 어떻게 구분되는가? 전기활성 고분자는 그림 1에서와 같이 작동방식에 따라 크게 두 가지로 분류한다. 외부전압 인가 시, 이온의 이동과 확산에 의해 고분자가 수축-팽창 변형을 일으키는 이온성 전기활성고분자(ionic EAP)와 전자 분극(polarization) 현상에 의하여 변형이 일어나는 전자성 전기활성고분자(electronic EAP)로 구분된다. 이온성 전기활성고분자로는 전기유변유체(electrorheological fluids, ERP), 탄소나노튜브(carbon nanotubes, CNT), 전도성 고분자(conducting polymers, CP), 이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer-metal composites, IPMC), 고분자겔(ionic polymer gels, IPG) 등이 있으며 큰 작동력, 빠른 응답속도, 낮은 인가전압 등의 다양한 장점을 가지고 있다.
엑츄에이터 소재는 어떻게 구분되는가? 인공근육 엑츄에이터(artificial muscle actuator)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 직접 변환이 가능한 소자를 의미하며 에너지효율이 높고, 구조적 단순성으로 인해 소형화 및 집적화가 가능하여 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다. 엑츄에이터 소재로는 표 1에서와 같이 크게 세라믹(electroactive ceramic, EAC), 형상기억합금(shape memory alloy, SMA), 전기활성고분자(electroactive polymer, EAP)로 구분된다. 세라믹 소재는 PZT (lead zirconate titanate)로 대표되는 압전소재(piezoelectric material)로서 빠른 응답속도, 우수한 재현성, 큰 작동힘 등의 장점이 있지만 작동변위는 매우 작은 단점이 있다.
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