고주파 통신 기술에서 낮은 유전 상수를 가진 폴리머 유전체에 대한 긴급한 요구를 충족하기 위해, 본 연구는 분자 주쇄 공학을 통해 사슬 구조(conformation)를 조절하여 유전 상수(D_k) 및 유전 손실(D_f)을 감소시키는 새로운 전략을 제안한다. 전통적인 강성 강화 또는 유연 기 도입 방법과 달리, 주쇄 강성을 유지하면서 제어 가능한 분자 비틀림을 도입하여 자유 부피를 동시에 증가시키고 쌍극자 운동을 제한하는 데 중점을 둔다. 이를 위해 서로 다른 결합 각도를 가진 비대칭 단일 퀴녹살린 이할로겐 단량체 2종을 설계 및 합성하고, 플루오르화된 비스페놀 6F-BPA와 공중합하여 주쇄 비틀림 정도가 다른 방향족 폴리에테르 P6FEQA 및 P6FEQD를 성공적으로 제조하였다. 비교군으로 대칭 쌍 퀴녹살린 단량체를 기반으로 한 선형 폴리머 P6FEQ를 합성하였다. 체계적인 연구 결과, 주쇄 비틀림 증가가 재료의 충진 밀도를 낮춤으로써 거시적인 분극 응답을 효과적으로 약화시키고, 구부러짐 고정으로 쌍극자 이완을 효과적으로 억제함을 나타냈다. 최대 비틀림을 가진 P6FEQD는 15 GHz에서 최적의 유전 특성을 나타내었으며, 유전 상수는 2.385까지 낮아지고 유전 손실은 0.00344에 불과하여 상용 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)의 GHz 대역에서의 전형적인 손실 값보다 거의 한 자릿수 낮다. 또한 사용된 단량체는 합성이 용이하다. 본 연구는 "강성 비틀림" 분자 설계를 통한 고주파 유전 특성 최적화의 명확한 사례를 제공한다.

방향족 폴리에테르;퀴녹살린;비대칭 단량체;저유전 상수;저유전 손실