물방울 충격·높은 수압에서도 안정적 초발수성 유지

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 잎벌레 구조를 모방해 물방울 충격과 수압에 강한 초발수 표면을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다.

16일 UNIST에 따르면 에너지화학공학과 이동욱 교수팀은 잎벌레와 같은 생물체에서 발견되는 오목한 구조를 생체 모방해 가혹한 환경에서도 초발수성을 유지할 수 있는 표면을 구현하는 데 성공했다.

초발수성은 물이 표면에 스며들지 않고 쉽게 떨어지는 성질을 의미한다.

이 성질은 자가 세정, 얼음 방지, 오염 방지 등 다양한 분야에 활용된다.

기존 초발수 표면은 물방울이 충격을 받거나 수압이 가해질 때 쉽게 젖는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 잎벌레와 톡토기의 오목한 구조에서 힌트를 얻어 오목한 공극이 있는 기둥 형태의 표면을 새롭게 제작했다.

이 표면은 물방울이 고속으로 충돌하거나 높은 수압의 수중 환경에서도 안정적인 초발수성을 보였다.

실험에서는 오목 기둥 구조가 일반 기둥 구조보다 약 1.6배 더 높은 충격에도 젖지 않는다는 사실이 확인됐다.

또 수압이 높은 환경에서 일반 기둥 구조는 약 87%가 젖은 반면, 오목 기둥 구조는 7%만 젖은 것으로 나타났다.

오목한 공극은 물방울이 표면에 닿았을 때 공기 쿠션을 형성하고, 이 쿠션이 스프링처럼 작용해 물이 표면에 스며드는 것을 방지했다고 연구팀은 설명했다.

이동욱 교수는 "안정적인 초발수 표면 디자인에 새로운 방향을 제시했다"며 "이 디자인이 실용화된다면 다양한 산업 현장에서 중요한 기여를 할 것으로 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials)에 지난 2일 온라인으로 게재됐다.

연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 나노 및 소재기술개발사업을 통해 이뤄졌다.

yongtae@yna.co.kr