Science
광중합에 의한 초발수성 무지개 빛 표면 형성
장종엽엔에스
2009. 12. 23. 00:37
| KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-13 | ||||||
중국 지린 대학교 (Jilin University)의 Hong-Bo Sun과 연구팀은 몇 개의 레이저로부터 만들어진 간섭 패턴 (interference pattern)을 이용해 고분자 표면에 바늘 모양의 배열을 만드는 방법을 개발했다. 이 바늘 모양의 배열은 연꽃 잎에서 관찰되는 형태인데, 바늘 모양으로 인해 물방울이 떨어졌을 때 물방울과 표면의 접촉이 최소화되고, 이 표면이 불소화 알킬 실란 (fluoroalkylsilane)으로 처리되면 초발수성 (Superhydrophobicity) 표면이 형성된다. 연구팀은 감광성 수지 (photoresist)에 레이저를 조사하여 간섭효과에 의한 광 강도가 최대치를 나타내는 곳에서만 광중합 (photopolymerization)이 일어나도록 하는 방법으로 바늘 모양의 패턴을 형성했다. 초발수성 표면을 만드는 다른 방법에 비하여 이 방법을 사용하면 빠르게 가공이 가능하다는 장점이 있으며, 연구팀이 600 mm2 의 면적을 광중합 시키는데 필요한 시간은 1분 이하였다. 불소화 알킬 실란 처리는 미반응 수지가 용제에 의해 제거된 후에 화학 기상 증착법으로 이루어졌다. 중국 남경 공업 대학교 (Nanjing University of Technology)의 재료 화학 전문가인 Su Chen은 이 기법은 응용 가능성이 다양해서 예를 들어 소프트 임프린트 리소그래피 (soft imprint lithography)나 패턴 전사등에 응용하는 것도 가능하다고 설명한다. 이 기법으로 처리하면 표면이 초발수성을 지닐 뿐 아니라 보는 각도에 따라 색깔이 달라지는 현상 (iridescence)을 나타내게 되기도 한다. Sun에 따르면 이 색깔은 표면에 형성된 바늘의 간격에 따라 바뀌게 되기 때문에 초발수성뿐만 아니라 색깔을 나타내는 현상 모두에 바늘 형태가 일정하게 형성되는 것이 매우 중요하다. 초발수성을 지니기 때문에 이 표면은 자체 세척이 가능하기도 하다. 즉 표면에 묻은 먼지가 표면을 따라 흘러내리는 물방울에 의해 저절로 제거된다는 의미이다. Sun은 자체 세척 기능, 초발수성, 보는 각도에 따라 다양한 색깔이 나타나는 특징을 결합하면 자동차, 건물 등과 같이 쉽게 더러워지는 표면에 장식층으로 사용하는 것이 가능할 것으로 보고 있다. 어쩌면 의류에도 적용 가능할 지도 모른다. 싱가폴 난양 기술 대학교 (Nanyang Technological University)의 나노소재 전문가인 Timothy Thatt Yang Tan도 이에 동의하면서 이 연구에서 보여준 간단한 접근 방법이 구조적이나 미적 관점에서 생체를 모방하여 자체 세척과 색깔변화를 구현하는데 한 걸음 더 가깝게 해주었다고 설명했다. [그림] 몇 개의 레이저로부터 만들어진 패턴으로부터 표면에 만들어낸 바늘 구조의 배열 Reference: A facile approach for artificial biomimetic surfaces with both superhydrophobicity and iridescence Dong Wu, Qi-Dai Chen, Hong Xia, Jian Jiao, Bin-Bin Xu, Xiao-Feng Lin, Ying Xu and Hong-Bo Sun, Soft Matter, 2010 DOI: 10.1039/b910605g
|
