양이온성 액체(ionic liquids, ILs)는 poly(3,4‐ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS) 기반의 신축성 투명 도전성 소자의 전기 전도도와 신축성을 향상시키는 데 유망한 재료이다. 그러나 IL의 화학 구조와 PEDOT:PSS/IL 복합재의 전기적 및 기계적 특성 간의 관계는 아직 불명확하다. 본 연구에서는 무기성 ILs(protic ILs, p ‐ILs)가 PEDOT:PSS/IL 박막의 전기 전도도와 신축성에 미치는 영향을, 무기성(an aprotic) ILs(ap ‐ILs)과의 비교 분석을 통해 조사하였다. 이미다졸리움(IM)과 비스(trifluoromethanesulfonyl)이미드 이온을 기반으로 일련의 p ‐ILs 및 ap ‐ILs를 합성함으로써, p ‐ILs가 ap ‐ILs보다 우수하게 전기 전도도와 신축성을 유의미하게 향상시킨다는 것을 입증하였다. 또한 IM 양이온의 알킬 사슬 길이가 감소할수록 이러한 특성은 더욱 향상되어, 각각 최대 전기 전도도 ≈2200 S cm −1 및 신축성 65%에 도달하였다. 특히 PEDOT:PSS/IL 박막의 결정 구조를 규명한 결과, 알킬 사슬이 짧은 p ‐ILs는 p ‐ILs와 PSS 간 수소 결합에 의해 PSS 결정화의 형성을 촉진하며, 이는 결과적으로 전기 전도도와 신축성을 향상시킨다는 사실을 밝혀냈다. 이러한 통찰을 바탕으로, 광범위한 동적 범위와 조절 가능한 게이지 팩터를 갖는 PEDOT:PSS/ p ‐IL 기반 스트레인 센서를 개발하였다. 본 연구의 결과는 신축성 및 웨어러블 전자기기용 고성능 IL을 개발하기 위한 유용한 설계 지침을 제공한다.

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