습윤 유도 미세 패터닝을 통한 기계적으로 견고한 발액성 표면의 제작

국문 초록 (Abstract)

초발수 표면은 물방울과 접촉하는 표면 사이의 접촉각이 150° 이상인 표면으로 방빙, 방오, 자가세정, 부식 방지 등의 다양한 기능이 나타나며 이러한 표면은 나 노-마이크로 구조물을 표면에 새김으로써 제작할 수 있다. 그리고 물 이외의 비극성 액체에 대해 액적과 접촉하는 표면 사이의 접촉각이 150° 이상인 표면을 초발유 표면이라 하며, 위 두가지 특성이 동시에 구현된 표면을 발액성 표면(Liquid-repellent Surfaces)이라 한다. 기존의 연구에서 마이크로 패턴의 상단부가 수평방향으로 돌출된 재진입(Reentrant) 구조일 경우, 옴니포빅 표면이 제작됨을 보였다. 이에 본 논문에서는 마이크로 패턴이 형성된 표면 위에 액체 상태의 UV 경화 수지를 접촉하였을 때, 모세관력에 의해 발생하는 습윤을 이용하여 빠르고 간단하게 재진입 구조를 형성하는 공정을 개발하였다. 실험에 사용된 마이크로 패턴은 높이 10, 폭 3 μm 의 Interconnected Wall Array 이며, 공정의 주요 변수로 UV 경화 수지의 점도와 코팅 두께 그리고 마이크로 패턴과 UV 경화 수지 코팅 필름의 접촉 시간으로 설정하여 실험하였다. 실험결과, UV 경화 수지의 코팅 두께에 따라 재진입 구조물의 상단부 폭이 변화하였으며, 상단부 폭이 약 7 μm 인 재진입 구조가 형성된 표면에서 Di-water 와 Olive Oil 액적에 대해 최대 140° 이상의 발액 특성을 가진 표면이 제작됨을 확인하였다.