산(acid) 기능화된 폴리머는 에너지 변환 시스템에서의 활용을 위해 상당한 주목을 받아왔다. 술폰화 방향족 폴리머는 에너지 변환 시스템에서 사용하기 위해 널리 연구되어 왔으나, 부반응의 발생이나 치환 정도에 대한 불확실성이 이들의 특성을 향상시키는 데 장애가 되어 왔다. 본 연구에서는 분자 수준에서 산성기들이 정밀하게 배열된 이설폰산(disulfonic acid) 폴리머를 전략적으로 설계함으로써 초이온전도(superionic) 술폰화 폴리머를 개발하기 위한 접근법을 제시한다. 특히, 스티렌 고리의 메타 및 파라 위치에 술폰산기들이 인접하게 존재하도록 설계된 합성 폴리스티렌 3,4-이설폰산(PS di 34S)은 분자 내 단량체 간 수소 결합 상호작용(intra-monomer hydrogen bonding interactions)으로 인해 전하 상태가 낮고, 산성이 유의하게 감소하며, 소수성 특성도 현저히 나타낸다. 이와 같은 PS di 34S를 이온성 액체(ionic liquids)로 도핑하면, 이들 상호작용이 이온 이완(ion relaxation)과 폴리머 이완(polymer relaxation)을 분리(decouple)시키며, 다른 술폰산 폴리스티렌 유사체들에서 관찰되는 이온 전도도와 기계적 강도 간의 강한 상충관계(trade-off)와는 반대되는 양상이 나타난다. PS di 34S 전해질은 초이온전도 거동을 보이며, 상온 전도도는 1.2 mS cm−1이고 전단 탄성률은 52 MPa(계산된 영률 156 MPa)이다. 우수한 전해질 특성을 갖는 이설폰산 폴리머를 얻기 위한 제어된 중합 경로(controlled polymerization routes)는 다양한 전기화학 응용 분야 전반에서의 활용 가능성을 크게 시사한다.

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