| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | B. 나노재료(Nanomaterials) |
| 제목 | 수열합성을 이용한 초발수/초친수성 복합구조 제작 및 수분의 응축 형상 분석 |
| 초록 | 자연에는 생태환경에 최적화된 기능성 표면을 갖는 생물들이 존재한다. 반사방지 기능을 갖는 나방눈, 자정작용을 발현하는 연잎, 건식접착력을 갖는 게코도마뱀의 발바닥, 수분수집 능력을 갖는 사막딱정벌레의 등껍질 등은 자연계에 존재하는 대표적인 기능성 표면으로, 표면에 존재하는 다양한 물리적, 화학적 특징에 의해 이러한 독특한 구조가 발현된다. 이러한 표면들 중에서 사막딱정벌레의 등껍질 구조는 발수성 background위에 친수성의 bump가 존재하는 형태를 이용하여 공기 중의 수분을 포집하는 특성을 발현한다. 본 연구에서, 사막딱정벌레의 이러한 기능성 구조를 모사하기 위해 수열합성법을 이용하여 다양한 젖음 특성을 갖는 표면을 제작하였으며, 이를 응용하여 초발수/초친수성을 갖는 복합구조를 제작하였다. 이를 위해 두 종류의 금속산화물 나노로드를 수열합성을 이용하여 성장시켰다. 먼저, Si 기판에 TiO2 나노로드를 성장시킨 후, 플루오린을 기반으로 하는 자기조립단분자막(Self-assembled monolayer, SAM) 코팅을 이용하여 초발수성 TiO2 나노로드 표면을 제작하였다. 이 후, 선택적 ZnO 나노로드 성장을 위해서, 일부분에 ZnO seed layer를 섀도우 마스크와 스퍼터 공정을 이용하여 증착하였다. ZnO seed layer를 증착 한 후, ZnO 나노로드를 수열합성법을 이용하여 제작하였으며, 최종적으로 초발수성 TiO2 나노로드 표면 위에 초친수성 ZnO 나노로드가 선택적으로 성장한 기판을 제작하였다. 이렇게 제작된 기판의 구조와 수분 포집 특성을 확인하기 위해, Scanning Electron Microscopy(SEM), contact angle measurement, Environmental Scanning Electron Microscopy(ESEM) 등을 이용하여 기판의 구조와 수분의 응축 형상을 분석하였다. 특히 ESEM을 이용한 수분의 응축 거동 분석 시, 초친수성 부분에서 빠르게 물이 흡착되어 표면에 넓게 퍼지는 현상을 보였으며, 초발수성 부분에서는 물이 천천히 맺히는 것이 관찰되었다. 이러한 초발수/초친수성 복합구조는 향후 정밀 액적 계량, 액적 패턴 제작, 마이크로채널, 바이오칩소자 등의 다양한 분야에 응용이 가능하다. |
| 저자 | 추소영, 최학종, 이헌 |
| 소속 | 고려대 |
| 키워드 | biomimic; TiO2; ZnO; nanorod |
