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  1. 2011.09.29 젖지 않는 표면을 만드는 법(1)

연꽃잎이나 토란잎은 물에 젖지 않고 물방울을 흘려보내면서 표면을 깨끗하게 하는 세정효과를 갖고 있습니다.

매끄러워 보이는 표면이지만 확대해 보면 마이크로미터 크기의 돌기들이 수없이 있고, 더 확대해 보면 이 돌기들 위에도 나노미터 크기의 돌기가 있어 마치 나무처럼 심어져 있기 때문이다.

이 돌기들이 소수성을 유발해 물방울이 머물지 못하게 하고 굴러 떨어지도록 하는 것입니다.

초발수 표면은 물방울을 떨어뜨렸을 때 접촉각이 150 도 이상이라고 합니다.

기존의 초발수 표면 제작은 화학 코팅이나 포토 리소그래피 등으로 제품마다 일일이 직접 코팅해야 하기 때문에 제작 비용이 비싼 데다 기능이 오래 지속되지 못해 상용화가 어려웠습니다.

포토 리소그래피 반도체 제작 공정은 감광성 폴리머 코팅-패턴 마스크를 통한 노광-현상-에칭 등의 공정을 거쳐 미세패턴을 제작하는 것인데, 곡면이나 3차원 형상에는 패턴 제작이 불가능하고 소재의 제약이 따랐습니다.

그런데 한국기계연구원 광응용기계연구실 이제훈 박사팀이 레이저로 물이 묻지 않는 3차원의 초발수 표면을 양산하는 친환경 미세가공 공정 기술을 국내 최초로 개발했습니다.

연꽃의 마이크로 구조를 모사한 금형 표면위에 마이크로 구조물 제작 ( 레이저 미세 가공 이용)


이 기술은 반영구적이며 환경친화적인 공정이어서 최근 전 세계적으로 주목받고 있는 첨단레이저 가공기술 가운데 선두 기술로 평가 받고 있습니다.

초발수 표면은 물방울이 잘 묻지 않은 표면으로 자기 세정효과가 있어 의료와 전자 등 산업 전반에 적용됩니다.

연구팀은 피코초 펄스 레이저를 이용한 미세 가공기술로 사출 성형에 필요한 곡면이나 3차원의 금형 표면에 마이크로 구조체를 직접 제작했습니다.

초발수 금형과 사출성형을 통한 플라스틱 표면의 물방울 접촉각 사진

이를 통해 금속, 폴리머, 유리 등 다양한 소재의 초발수성 표면을 값 싸게 무한히 생산할 수 있게 됐습니다.

또 금형의 패턴을 조절해 거꾸로 초친수성 표면 제작에도 응용될 수 있는 길을 열었습니다.

이 기술은 현재 국내특허가 출원됐으며, 이번 연구결과는 레이저 미세 가공 분야에 권위 있는 저널인 'Japanese Journal of Applied Physics' 에 게재됐습니다.

한편 이번 연구는  지식경제부 산업원천 연구개발사업인 '생태모사 청정표면 가공기술 개발'과 '레이저 미세 가공기술 개발'과 연계해 진행됐습니다.

한국기계연구원 이제훈 박사가 초발수 표면을 찍어낼 수 있는 금형을 레이저 가공 기술을 통해 제작하고 있다.



<관련> 전기방사로 젖지 않는 섬유 만드는 법
http://daedeokvalley.tistory.com/5




posted by 글쓴이 과학이야기

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  1. 재미있게 읽고 갑니다. 좋은하루 되세요~~

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