| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | B. 나노 재료(Nano Materials) |
| 제목 | 팔라듐의 수소 팽창 원리를 이용한 금속 박막 위의 물방울 접착 특성 조절 |
| 초록 | 초소수성 표면이란 물방울이 표면과 접촉하는 각도가 150도 이상, 미끄러짐 각도가 5도 이하인 표면을 의미하며 이러한 표면은 lab-on-a-chip, micro reactor, smart fluidic channel과 같은 연구 분야에서 크게 각광받고 있다. 초소수성 표면을 인공적으로 구현하기 위해서는 표면의 거칠기를 적정 수준으로 높이며, 액체와 접촉면 사이의 에너지를 물의 표면장력보다 낮추어야 하는데 여러 분야의 연구에서는 표면의 거칠기를 나노 구조체 형성을 통해 제어하며 silane 계열의 물질을 얇게 코팅하여 표면 에너지를 낮추는 다양한 방법을 제안하고 있다. 특히 이렇게 구현된 초소수성 표면의 접착특성을 조절하여 액체의 유동성을 제어하는 방법은 lab-on-a-chip 분야에서 응용 가능성이 매우 높아 최근에 활발히 진행 되고 있으나 현재까지의 개발된 접착 특성이 조절 가능한 표면의 경우 복잡한 공정을 비롯해 대면적 구현이 어렵고 유연 소자 등에 적용이 어렵다는 단점이 있다. 본 연구에서는 액체의 운동을 수소를 통해 제어 가능한 팔라듐 초소수성 표면을 금속의 반응성 차이를 이용해 단순 공정으로 구현하는 기술을 확보하였고, 다양한 기판 위에서 팔라듐 이온 보다 반응성이 높은 금속 박막을 증착하여 팔라듐 초소수성 박막 표면을 형성하여 유연 소자로서 가능성을 확보하였다. 팔라듐 덴드라이트 표면은 구리 혹은 알루미늄 금속과 염화팔라듐(PdCl2) 용액의 갈바닉 부식반응을 통해 생성되었으며, 생성된 표면은 Dodecyltrichlorosilane(DTS) 용액에서 자가 형성 단일막을 조립하여 표면의 에너지를 낮추어 초소수성을 형성하였다. 이것을 8% 수소/질소 혼합기체에 노출시켜 팔라듐의 수소 팽창 성질로 인해 표면의 구조가 바뀌어 물방울과 표면의 접촉 면적이 넓어져 액체의 유동성이 제어 되는 것을 확인하였다. 이러한 접착 특성이 조절 되는 팔라듐 초소수성 표면은 기존의 표면에 비해 유연 소자로서 가능성을 높여 다양한 분야에 적용 할 수 있을 것이라 예상된다. |
| 저자 | 김다영, 서정목, 이순일, 이태윤 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | 팔라듐; 초소수성; 수소 제어; 갈바닉 부식반응; 접착특성 |
