높은 전기전도도와 낮은 열전도도를 동시에 제공하는 고급 고분자 소재는 차세대 전자 및 단열 기술에 필수적이다. 기존의 전략은 대체로 열적으로 절연하는 고분자에 전기적으로 전도성인 필러를 혼입하지만, 격자 또는 전자 수송의 증가로 인해 열전도도가 원치 않게 상승하는 문제를 초래하는 경우가 많다. 본 연구에서는 디메틸 설폭사이드(DMSO)와 속이 빈 유리 미세구(hollow glass microspheres, HGMs)를 포함하는 PEDOT/PSS 기반 고분자 복합 재료 시스템을 개발하고, 열적·전기적·열역학적(thermomechanical) 특성을 고찰하였다. 고분자 필름 재료의 열적 특성은 펌프-프로브 분광법을 사용하여 PEDOT:PSS와 유리 간 계면 열전달을 규명하기 위해 정확하게 측정하였다. PEDOT:PSS에 2 vol % DMSO와 27 vol % HGM을 첨가한 결과, 270 S cm–1의 높은 전기전도도와 0.62 W m–1 K–1의 낮은 열전도도를 얻었다. 펌프–프로브 측정 결과, 고분자 기지와 HGM 사이의 계면 열전도도(interfacial thermal conductance, ITC)는 PEDOT:PSS의 전기적 특성과 무관한 것으로 나타났다. 실험 결과는 전기적 및 열적 전도도 모두에 대해 이론적 모델링과 우수한 일치성을 보였다. 또한 디지털 이미지 상관법(digital image correlation)을 사용하여 대기 조건 하에서 고분자 복합재의 온도 의존적 치수 안정성을 평가하였다. 가공이 용이하고 높은 전기전도도와 낮은 열전도도의 독특한 조합을 지닌 이 고분자 기반 복합재는 전자기기, 센서 및 단열 응용 분야에서 상당한 잠재력을 가진다.

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