▒ 포스텍 용기중 교수팀… 스마트 창문 등에 활용 기대

연잎의 표면에는 미세한 나노미터 크기의 돌기가 나 있고, 돌기 표면에는 왁스 성분이 입혀져 있어 그 위에 물방울이 떨어지거나 비가 오더라도 흡수되지 않고 물방울이 뭉쳐져 아래로 굴러 떨어지고 연잎은 깨끗한 상태를 유지한다.

국내 연구진이 연잎의 이러한 특성을 모방해 나노선에 발수물질을 코팅하는 방식의 초발수성 표면 제작기술을 개발해 냈다. 이 기술은 스스로 먼지를 씻어내는 친환경 페인트, 습기가 차지 않는 자동차 유리, 스마트 창문 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

포스텍(총장 백성기) 화학공학과 용기중 교수와 박사과정 곽근재 씨 연구팀은 `연잎효과(Lotus Effect)'를 응용, 다양한 물질의 나노선(nano wire)에 발수물질을 코팅해 초발수성 표면을 제작하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

이 연구결과는 응용물리분야의 국제적인 학술지인 `어플라이드 피직스 레터스'(Applied Physics Letters) 10월호 표지논문으로 게재됐다.

연잎 표면에는 나노미터(10억분의 1미터) 크기의 돌기와 돌기에 씌워진 기름성분 때문에, 물방울이 떨어지더라도 물이 뭉쳐져 아래로 굴러 떨어지고, 그 때문에 연잎이 깨끗한 상태를 유지한다는 사실에 착안한 연구팀은 돌기 대신 나노선을 합성해 연잎의 돌기와 같은 효과를 내도록 고안했다. 또, 물을 싫어하는 다양한 유기화학물질을 이용해 연잎의 기름성분 역할을 하도록 함으로써 초발수성 표면을 제작하는 데도 성공했다.

연구팀은 특히 표면의 특성을 변화시키는 방법으로, 나노선 합성을 통한 상향식 방법(Top-down)과 이미 합성된 나노선에 자외선을 노출시키는 하향식 방법(Bottom-up) 등 2가지 방법을 동시에 개발해 주목받고 있다.

이와 함께, 기존 연구와는 달리 표면에너지로 인한 물방울의 동적 변화를 초고속 카메라를 통해 밝혀낸 결과, 실제로 비가 내리거나 물을 뿌리는 환경에도 적합한 것으로 확인돼 상용화도 빠르게 이뤄질 수 있을 것으로 기대된다.

다양한 물질 표면에 응용이 가능한 이 연구는 먼지나 오염물의 흡착방지 기술과 화학세제 없이도 빗물과 함께 씻겨 내려갈 수 있도록 하는 `자정작용 페인트' 같은 친환경 기술 개발에도 응용될 전망이다. 또한 습기가 끼지 않는 자동차 유리, 투명도를 조절하는 스마트 창문 등에도 활용될 것으로 예상된다.


포스텍 용기중 교수팀이 개발한 초발수 표면 제작기술. 나노선 위에 물을 싫어하는 유기화합물을 코팅하면 비가 오는 환경에서도 물에 젖지 않는 표면을 만들 수 있다.

Posted by TopARA
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