포스텍, 김 서림 막는 나노코팅 기술 개발

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포스텍(총장 김무환)은 이효민 화학공학과 교수, 김동표 교수, 통합과정 윤종선씨 연구팀이 나노 구조체 위에 마이크로 구조체를 구현, 김 서림과 반사 방지, 자가 세정이 동시에 가능한 새로운 표면 코팅 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

투명 디스플레이와 디지털 렌즈 등 광학용 투명기판은 일상생활에서 쉽게 접할 수 있다. 이들 기판은 다양한 환경에서 우수한 광학적 성질을 유지해야 하지만 김 서림 현상이나 잦은 접촉으로 인해 표면이 쉽게 오염될 수 있다.

포스텍 이효민 교수(왼쪽)와 통합과정 윤종선씨
<포스텍 이효민 교수(왼쪽)와 통합과정 윤종선씨>

그러나 김 서림 방지와 자가 세정 코팅 기술은 서로 상반된 표면 젖음 성질을 요구하기 때문에 이를 하나의 표면에 동시에 구현하기는 어렵다.

연구팀은 물을 좋아하는 고분자-실리카 나노 복합체에 주목했다. 나노 복합체는 공기 중 물 분자들이 모세관 응축 현상에 의해 모여들기 때문에 김 서림 환경에서도 투명한 채로 남아있다.

반면, 낮은 표면 에너지의 마이크로 구조체는 표면에 흡착되는 여러 오염물질을 외부 물방울에 의해 손쉽게 제거할 수 있도록 한다.

김서림 방지와 표면 오염 방지 기술 관련 이미지
<김서림 방지와 표면 오염 방지 기술 관련 이미지>

연구팀은 이러한 나노 구조체 위에 마이크로 구조체를 전사한 새로운 구조를 통해 김 서림 방지와 자가 세정이 동시에 되는 습식기반 초소수성 김 서림 방지 코팅을 제안했다.

그 결과 기저 나노 복합체를 통해 물 분자를 흡수하고, 불소계 고분자 패터닝을 통해 물방울을 반발함으로써 두 가지 상반된 기능이 동시에 가능한 것으로 확인됐다.

연구를 주도한 이효민 교수는 “이번 연구는 김 서림 방지 코팅을 제조하는 새로운 방법을 제시했다”며 “이 코팅 기술은 자율주행 자동차나 로봇 등 어떠한 환경에도 우수한 광학적 성질을 유지해야 하는 고부가가치 센서에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한국연구재단 신진연구지원사업과 전략형 국제공동연구사업, 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구성과는 최근 재료공학 분야 세계 정상급 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스'에 게재됐다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com