산화 막고 눈·서리 맺힘 없는 초소수성 표면 제작법 개발

포스텍 학부생 유재원 씨, 연구교수와 함께 학술지 발표

포스텍 기계공학부 김동성 교수, 유재원 학생, 최동휘 교수(왼쪽부터)는 소금을 이용해 물을 튕겨내는 초소수성 표면을 제작하는 방법을 개발했다. 포스텍 제공

물을 머금는 성질을 가진 '소금'이 코팅제로 새롭게 태어났다.

포스텍 기계공학부 학부 4학년 유재원 씨가 김동성'최동휘 연구교수와 함께 소금을 이용해 물을 튕겨내는 초소수성 표면을 제작하는 방법을 개발했다고 '어플라이드 서피스 사인언스'를 통해 발표했다.

연구팀은 초발수코팅제를 만들 때 화학약품을 사용하는 공정을 소금으로 대체했다는 점과 소금과 물만으로 복잡한 기존공정의 한계를 극복했다는 점에서 학계의 높은 평가를 받았다.

연구팀은 초소수성 표면의 대표적 사례인 진흙탕에서도 더럽혀지지 않는 연잎을 주목했다. 미세한 돌기들로 덮여 있어 연잎은 물이 스며들지 않고 동그랗게 뭉쳐 흘러내린다. 이 과정에서 물방울이 연잎 표면에 붙은 오염물질을 닦아내 주는 것이다.

이 같은 연잎 현상을 본뜬 초소수성 표면은 자기세정뿐만 아니라 산화 방지 능력이 뛰어나고 눈이나 서리 맺힘을 방지할 수 있어 자동차와 섬유'건설 등 다양한 산업 분야에 활용되고 있다. 하지만 초소수성 표면을 만들기 위해서는 연잎 돌기 같은 구조를 성형해야 해 고가의 장비를 이용하거나 독한 화학약품처리를 거쳐야 하는 등 복잡한 공정이 단점으로 꼽혔다.

이에 연구팀은 표면 에너지가 낮은 액상 실리콘과 폴리디메틸실록산의 표면 위에 소금을 뿌려 굳힌 뒤 물에 담가 녹여냈다. 소금이 있던 자리에 다양한 입자크기의 구조를 남기기 위해 염용해식각법을 사용해 까다로운 기판 위에서도 원하는 형상의 초소수성 표면을 만들어 냈다.

최동휘 교수는 "염용해식각법은 환경 친화적이며 비싼 장비나 복잡한 공정 없이도 곡면 등에 원하는 형상으로 초소수성 표면 제작이 가능해 다양하게 활용할 수 있다"며 "특히 학부생이 연구교수와 함께 좋은 연구를 수행하고 결과를 낸 것이 매우 고무적인 일이다"고 말했다.