물에서도 젖지 않는 표면제어 기술 개발돼

[산업일보]
물 속에서 오랫동안 젖지 않고, 물이 스며 들지 않으며, 흘러 내리게 하는(발수기능) 기술이 개발됐다. 한국연구재단(이사장 조무제)은 용기중 교수(포항공대) 연구팀이 '연잎 모방 기술'을 이용해 물 속이나 비가 오는 환경에서도 오랫동안 초발수 특성을 나타내는 표면제어 기술을 새롭게 개발했다”고 밝혔다.

자연과 생물이 가진 기능을 차용해 과학기술과 접목시키는 분야인 ‘청색기술’ 과학자에게 초발수 표면의 공기층의 수중(水中) 불안정은 오랜 기간 동안 난제 중 하나였다. 초발수 표면 기술에 적용된 기존 연잎효과 기술들은 물 속에서 그 특성을 쉽게 잃어버려 표면이 젖게 되는 단점이 있다. 연구팀은 선행연구를 통해서 연잎효과와 인공광합성을 결합해 물 속에서 초발수 특성을 재생하는 기술을 개발한 바 있다.

이어 이번 연구를 통해서 물 속뿐만 아니라 비가 오는 것처럼 좀 더 다양한 환경에서도 지속적으로 젖지 않는 표면제어기술을 개발했다.

연구팀은 초발수 표면에 마이크로 크기의 기둥구조를 제작하고 그 위에 나노와이어를 성장시켜 계층구조를 가진 표면을 제작했다. 실험결과, 물 속이나 비가 오는 환경에서도 지속적으로 젖지 않았다. 이 실험에는 산화아연 나노와이어, 실리콘 마이크로 기둥 등 다양한 표면을 사용했으며, 장시간 물 속에서 안정성을 나타냈다.

용기중 교수는 “이 연구는 물 속이나 비가 오는 환경에서도 오랫동안 젖지 않는 표면을 개발했다. 이 기술은 표면 오염도를 획기적으로 낮춰서 보수 및 교체를 위한 비용과 자원을 절약할 수 있다”며, “향후 선박, 전자, 의류 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

용 교수에 따르면, 이 연구는 그 동안 해결되지 못했던 계면 공기층의 불안정으로 인한 초발수 표면의 수중 불안정성을 개선하는 기술을 개발했다는 데 그 의의가 크다. 또한 자연잎의 융합모방 기술을 새롭게 제시했다는 측면에서 생체모방 기술을 더욱 발전시킨 의의가 있다.

용 교수는 “이 연구 성과를 통해서 물속에서 지속적으로 초발수 특성을 나타내는 새로운 표면제어 기술이 개발됨으로써 향후 다양한 에너지 절감 분야에 활용성이 클 것으로 기대된다”며, “이와 같은 에너지 절감효과를 통해서 온실가스 저감효과가 발생할 수 있을 것”이라고 밝혔다.