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고분자 전해질, 및 상기 고분자 전해질에 전기장을 인가하는 전극을 포함하는 전기반응성 액추에이터로서, 상기 고분자 전해질은 전도성 블록과 비전도성 블록을 포함하는 자기조립성 블록 공중합체(self-assembled block copolymer), 상기 자기조립성 블록 공중합체와 함께 단일이온전도체를 형성하는 화합물, 및 양쪽성 이온을 포함하고, 상기 고분자 전해질 내에서 상기 자기조립성 블록 공중합체와 함께 단일이온전도체를 형성하는 화합물과 상기 양쪽성 이온은 1:3 내지 3:1의 몰비로 포함되는 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체는 층상 구조(lamellar, LAM), 육각 기둥 구조(hexagonal cylinder, HEX), gyroid (GYR) 육각기둥 구조(hexagonal cylinder, HEX), gyroid (GYR) 구조, 또는 이들의 조합 형태를 형성하는 것인 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체는 육각기둥 구조를 가지는 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체는 전도성 블록으로서 적어도 일부가 술폰화된 스티렌 블록을 포함하는 것인 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체는 전도성 블록으로서 술폰화된 스티렌 블록을 포함하며, 상기 술폰화도는 상기 스티렌 블록을 형성하는 구조단위의 전체 몰수를 기준으로 10 몰% 이상인 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체는 비전도성 블록으로서 알킬렌 반복단위를 포함하는 블록을 포함하는 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체의 전도성 블록은 각각의 블록이 10 kg/mol 내지 100 kg/mol의 중량평균분자량을 가지는 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체와 함께 단일이온전도체를 형성하는 화합물은 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물, 하기 화학식(2)로 표시되는 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 전기반응성 액추에이터: (화학식 1) (화학식 2) 상기 화학식 1과 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~30의 직쇄 또는 분지된 알킬기이다
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제1항에서, 상기 양쪽성 이온은 음이온 성분으로서 술폰산기를 포함하는 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 양쪽성 이온은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 전기반응성 액추에이터:(화학식 3)상기 화학식 3에서,R3은 하기 화학식 3-1 내지 3-4로 표시될 수 있고,(화학식 3-1)(화학식 3-2)(화학식 3-3)(화학식 3-4)상기 화학식 3-1 내지 3-4에서, R4 내지 R9는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,상기 L1은 C1 내지 C30의 알킬렌기, 하나 이상의 이중결합을 포함하는 C2 내지 C30의 알케닐렌기, 또는 하나 이상의 삼중결합을 포함하는 C2 내지 C30의 알키닐렌기이고,상기 X는 SO3-, PO3-, 또는 COO-이다
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제1항에서, 상기 양쪽성 이온은 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 것 중 하나 이상인 전기반응성 액추에이터:(화학식 4)(화학식 5)(화학식 6)
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제1항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체와 함께 단일이온전도체를 형성하는 화합물과 상기 양쪽성 이온은 상기 고분자 전해질 내에서 1:2 내지 2:1의 몰비로 포함되는 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 고분자 전해질의 유전 상수는 10 이상인 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 고분자 전해질은 박막 형태인 전기반응성 액추에이터
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제1항에서, 상기 고분자 전해질에 전기장을 인가하는 전극은 단일벽 탄소나노튜브 (SWCNT) 전극, 다중벽 탄소 나노튜브 (MWCNT) 전극, PEPOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate) 전도성고분자 전극, 금(Ag) 전극 또는 백금(Pt) 전극과 같은 금속 전극, 또는 이들의 조합을 포함하는 전기반응성 액추에이터
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제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 전기반응성 엑츄에이터를 포함하는 기계장치
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제16항에서, 상기 기계장치는 센서, 또는 인공근육인 기계 장치
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전도성 블록과 비전도성 블록을 포함하는 자기조립성 블록 공중합체, 상기 자기조립성 블록 공중합체와 단일이온전도체를 형성하는 화합물, 및 양쪽성 이온을 포함하고, 유전상수가 10 이상인 고분자 전해질로서, 상기 고분자 전해질 내에서 상기 자기조립성 블록 공중합체와 단일이온전도체를 형성하는 화합물과 상기 양쪽성 이온은 1:3 내지 3:1의 몰비로 포함되는 고분자 전해질
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제18항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체는 전도성 블록으로서 적어도 일부가 술폰화된 스티렌 블록과, 비전도성 블록으로서 알킬렌 반복단위를 포함하는 블록을 포함하고, 층상 구조(lamellar, LAM), 육각 기둥 구조(hexagonal cylinder, HEX), gyroid (GYR) 육각기둥 구조(hexagonal cylinder, HEX), 및 gyroid (GYR) 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 구조를 형성하는 것인 고분자 전해질
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제19항에서, 상기 자기조립성 블록 공중합체와 단일이온전도체를 형성하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 고분자 전해질: (화학식 1) (화학식 2) 상기 화학식 1과 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~30의 직쇄 또는 분지된 알킬기이다
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