Ionic polymer-metal composite (IPMC) has attracted attention as one of actuators due to their light weight, fast response rate, and large deformation at low voltage. Especially, the operating properties of IPMC can be improved by increasing interfacial area between an ion exchange membrane and electrodes. In this study, IPMC was fabricated using nanorod-imprinted Nafion ion exchange membrane through thermal imprint lithography (TIL). It was confirmed that the length of nanorods onto the membrane gradually increased with increasing the time of thermal imprinting. Then, the IPMCs were fabricated by electroless plating method where the Pt electrode was coated onto the nanorod-imprinted membrane. As a result, nanorod-imprinted IPMCs showed outstanding displacement, response rate, and driving force rather than IPMC with untreated ion exchange membrane. It is because the nanorod-imprinted IPMCs have outstanding electroactive charging characteristics with the electrolyte at the interface.

액추에이터로써 이온성 고분자-금속 복합물(ionic polymer metal composite, IPMC)은 가벼운 무게, 빠른 응답속도 그리고 낮은 전압에서의 큰 기계적 변형특성으로 인해서 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 이온교환막과 전극 사이의 계면 면적을 증가시킴으로써 IPMC의 구동 특성을 개선시킬 수 있다. 본 연구에서는 열압착 나노임프린트 리소그래피(thermal imprint lithography, TIL)법으로 Nafion 이온교환막 표면에 나노기둥을 도입하였고, 이를 IPMC에 적용하였다. TIL법의 시간이 증가함에 따라서 나노기둥의 길이가 증가하는 것을 확인하였고, 이를 무전해 도금법으로 백금 전극을 이온교환막 표면에 형성하여 IPMC를 제작하였다. 결과적으로 나노기둥이 도입된 IPMC는 구동변위와 구동속도 및 구동력이 모두 증가하였다. 이러한 특성은 이온교환막과 전극 사이의 넓어진 계면에서 전기활성 대전 특성이 우수하기 때문이었다.

Keywords: ionic polymer-metal composite, thermal imprint lithography, nanorod-imprinted membrane.