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[표지로 읽는 과학] 물 튕겨내는 '초소수성' 유지하며 강성도 높이는 기술 개발

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[표지로 읽는 과학] 물 튕겨내는 '초소수성' 유지하며 강성도 높이는 기술 개발

2020.06.06 08:00
네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’는 5일 얼핏 보면 파란 바다처럼 보이는 ‘초소수성 표면’의 모습을 표지로 실었다. 초소수성은 물에 젖지 않는 성질이다. 표면을 건조하고 깨끗하게 유지할 수 있으며 미생물이 붙는 것도 막을 수 있다. 이런 특성 때문에 생물공학이나 제약 등 여러 분야에서 활용되고 있다.


초소수성은 미세한 돌기 구조 덕분에 형성된다. 수 나노미터(nm·10억분의 1m)에서 100nm 범위의 돌기들이 물을 튕겨낸다. 돌기들이 물과 표면이 닿는 면적을 최소화하는 식이다. 문제는 이런 초소수성을 가지기 위해서는 정밀한 제조공정이 필요하다는 점이다. 정밀한 제조공정일수록 가격이 비싸진다. 또 돌기구조가 미세해질수록 표면이 갖는 강성도 떨어진다. 일반적으로 초소수성이 높아지면 강성이 떨어지는 것으로 보고 있다. 


수 뎅 중국 전자과학기술대 기초과학기술연구소 연구원팀은 이런 단점을 개선한 초소수성 표면을 개발하고 연구결과를 이번주 네이처에 발표했다.


연구팀이 개발한 초소수성 표면은 돌기가 일정한 두께를 가지지 않는다. 두 가지 두께의 돌기를 가진 표면을 제작했다. 이런 방식을 통해 더 두꺼운 돌기가 표면의 강성을 높이고, 더 얇은 돌기는 높은 초소수성을 유지한다는 게 연구팀의 설명이다. 더 두꺼운 돌기가 일종의 ‘갑옷’ 역할을 한다는 것이다. 


연구팀은 실리콘과 세라믹, 금속, 투명 유리 등에 이 같은 공정방식을 적용했다. 그 결과 높은 초소수성과 강성을 유지하는 것을 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 “초소수성과 강성은 상호 배타적인 속성이라 여겨져 왔다”며 “개발한 공정 방식을 통해 초소수성과 강성을 함께 가지는 표면을 만들 수 있다”고 말했다.


뎅 연구원은 “개발한 공정 방식을 통해 효과적인 자체 청소가 필요하거나 오염이 발생하지 않아야 하는 다른 재료의 개발로도 이어질 수 있을 것”이라고 밝혔다. 
 

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