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부산대, 김서림 방지 효과 높인 연구 주목
나노대학 연구진, 초발수 기능 획기적 향상 원리 발견
2016년 12월 26일 (월) 17:42:18

[대학저널 신효송 기자] 부산대학교(총장 전호환)가 안경·고글의 김서림 방지 기능을 획기적으로 향상시키는 연구 결과를 공개했다.

부산대 나노과학기술대학 광메카트로닉스공학과 신보성(3차원혁신제조연구센터장)·정명영 교수와 인지메카트로닉스공학과 대학원 김두인 교수·조상욱 박사, 3차원혁신제조연구센터 연구진은 미세한 마이크로 나노 패턴을 통한 초발수 표면에서의 액적(물방울) 움직임의 특성을 분석해 김 서림 방지와 초발수 극대화를 위한 최적의 패턴 제작에 필요한 공정을 알아냈다.

연구 결과는 'Diverging Effects of Topographical Continuity on the Wettability of a Rough Surface'라는 제목으로 신소재 분야의 유력 국제 학술지인 '미국화학회 응용재료 및 계면(ACS Applied Materials & Interfaces)' 지에 소개됐다.
 
이번 연구는 물방울이 공기와 닿는 면적과 접촉면 패턴에 닿는 면적 등을 계산해 표면의 에너지와 물방울의 움직임 에너지 간의 밸런스 값을 얻어냄으로써 어떤 모양으로 표면에 패턴을 새겨 넣어야 안경·고글에 김이 서리는 것을 방지하고 초발수성을 높일 수 있는지를 이론적으로 밝히고 있다.

지금까지 초발수 표면은 화학적인 코팅 기술을 중심으로 구현돼 왔다. 최근 표면에 나노·마이크로 패턴을 도입하면 초발수 효과를 높일 수 있다는 연구가 나오고 있지만 어떤 메커니즘에 의해 패턴이 들어간 안경 및 고글에 물이 맺히거나 맺히지 않고 흘러내리는지 제대로 규명되지 않아 초발수 표면의 적정 패턴 도입에 어려움이 따라왔다.

이에 부산대 연구팀은 마이크로 나노 패턴을 통한 초발수 표면에서의 물방울 움직임의 특성 분석 연구를 통해 패턴의 형태와 배열에 따라 물방울의 움직임과 초발수 특성 예측이 가능하다는 사실을 밝혀냈다.

부산대 연구팀은 나노 형상의 구조체 패턴의 형상이 필러(pillar) 구조, 반관통홀(via-hole) 구조, 관통홀(through-hole) 구조일 때와 패턴의 배열 및 크기를 각각 다르게 했을 경우 표면에서 물방울이 움직이는 데에 필요한 에너지가 어떻게 작용하는지 분석했다. 접촉각(고체 표면과 물방울 곡면이 이루는 각도) 분석 중심이었던 기존의 정적인 물방울 연구보다 진보된 물방울의 동적인 움직임에 대한 이론적 고찰과 결론 도출이다.
 
부산대 관계자는 "산업용 초발수 구조체 표면 제작의 새로운 시도"라며 "향후 ICT(정보통신기술) 융합제품의 발수 표면이 헬멧·고글·안전모 등 개인 안전 및 산업 안전 분야에 응용될 가능성은 무궁무진하다"고 말했다.


신효송 기자 shs@dhnews.co.kr
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