포항공대(포스텍)가 '연잎 효과 기술'을 기반으로 수중에서도 젖지 않는 소재 기술을 개발했다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 용기중 포스텍 화학공학과 교수팀이 연잎 효과에 인공광합성 기술을 결합, 소재의 초발수 특성을 대폭 강화한 표면 제어 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

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용기중 포항공대 화학공학과 교수팀은 '연잎 효과'를 개선해 초발수 특성을 극대화하는 기술을 개발했다.

연잎 효과 기술은 연잎에 있는 발수성을 모방한 기술이다. 연잎은 표면이 3~10마이크로미터(㎛) 크기의 혹으로 덮여 있다. 이 혹은 물과의 접촉 면적을 크게 줄이면서 물방울과 표면 사이에 존재하는 '계면 공기층'을 발생시킨다.

연잎 효과 기술도 표면에 미세한 기둥을 형성, 초발수 특성을 구현한다. 그러나 장시간 물에 노출될 경우 특성을 쉽게 잃는 한계를 보인다. 표면의 계면 공기층이 지속해서 물에 녹아들어 가는 '수중 불안정' 현상이 발생하기 때문이다.

연구팀은 광 촉매를 이용해 소재 표면에 공기층을 직접 생산하는 방법으로 수중에서도 초발수 특성을 장기간 유지하게 했다. 소재 표면에 ㎛ 크기의 광 촉매 기둥 구조를 제작하고, 그 위에 나노와이어를 성장시켰다. 이 구조는 빛을 받아 주변의 물을 수소와 산소의 공기층으로 환원시킨다. 식물의 광합성과 같은 원리다. 이렇게 만들어진 공기층은 소재 표면에 장시간 머무른다. 최적화 설계된 나노와이어가 효과 높게 공기층을 포집한다. 이미 실리콘 마이크로 기둥, 산화아연 나노와이어를 비롯한 다양한 소재 실험에서 안정된 수중 초발수 특성이 확인됐다.

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용기중 포항공대 화학공학과 교수

연구팀은 이 기술이 다양한 소재를 보수하는 비용을 대폭 낮출 것으로 내다봤다. 표면 오염도를 낮춰서 소재에 발생하는 손상을 크게 줄인다. 물에 장기간 노출되는 선박, 전자 의류 분야에 활용할 수 있다.


용기중 교수는 “물속이나 비가 오는 환경에서도 오랫동안 젖지 않는 표면 기술을 개발했다”면서 “물에 쉽게 노출되는 소재, 기기를 더욱 오래 사용하게 하는 기술로 활용된다”고 설명했다.


대전=김영준기자 kyj85@etnews.com