| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 봄 (05/15 ~ 05/16, 창원컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 1호 |
| 발표분야 | B. 나노 재료(Nanomaterials) |
| 제목 | 다양한 액체 방울의 접착력을 조절하는 은-팔라듐 복합구조 소성 표면 구현 |
| 초록 | 초소수성 표면은 microfluidics에서 작은 양의 시료로 오염 없이 다양한 기능을 구현할 수 있다는 점에서 장점을 지녀 활발한 연구가 진행되고 있다. 초소수성 표면에서 물방울의 움직임을 제어하는 여러 연구 결과가 발표되었으나 실제 생물, 의학 등 microfluidic 활용하게 되는 분야에서는 물이 아닌 다양한 표면장력을 지니는 액체 시료를 사용하며 이러한 경우에 같은 특성을 나타낼 수 없어 활용도가 낮았다. 이를 위해 물이 아닌 액체에 소성을 지니는 표면의 특징에 대한 연구가 진행되었으며 이는 초소수성보다 세밀하게 조절된 undercut 구조의 마이크로 단위 거칠기와 fluoro 계열의 낮은 표면 에너지의 물질 표면 코팅을 통해 구현할 수 있다. 이러한 표면을 초소유성, 양쪽소성 표면이라 부르며 다양한 액체에 높은 접촉각을 지니는 특성을 갖는다. 그러나 현재까지 제안된 초소유성 표면의 연구는 액체 방울을 제어할 수 있는 방법을 구현하지 못하여 실제적 적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 여러 액체 방울을 수소를 통해 제어 가능한 은-팔라듐 복합구조를 갈바닉 부식반응을 통해 구현하였다. 은-팔라듐 복합구조는 구리 표면을 질산은(AgNO3) 수용액 딥코팅을 통해 은 구조를 형성시킨 후, 염화팔라듐(PdCl2) 수용액에 이차적으로 반응시켜 팔라듐 필름을 은 구조 위에 구현하였으며, 생성된 표면을 PFDT(1H,1H,2H,2H-perfluorodecanethiol) 용액에서 단일막조립을 통해 표면의 에너지를 낮추어 초소유성 표면을 얻어냈다. 이를 8% 수소/질소 혼합기체에 노출하여 팔라듐 표면이 수소원자 흡착으로 인하여 부피 팽창 되었을 때, 액체방울과 표면사이의 접촉면적을 증가시킴으로써 액체의 접착력이 늘어나고 이로 인해 다양한 액체의 유동성을 제어 가능함을 확인하였다. 표면 구조의 변화로 인한 접착 특성이 조절 되는 은-팔라듐 복합구조 표면은 기존의 초소유성 표면에 비해 간단하게 구현 가능하며, 다양한 액체 방울의 유동성을 쉽게 조절할 수 있어 microfluidic 분야 등 여러 application에 적용 가능할 것으로 전망한다. |
| 저자 | 김다영, 이태윤, 서정목, 신세라 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | 은; 팔라듐; 갈바닉부식반응; 접착력; 초소수성; 초소유성 |
