소금으로 초발수코팅제 만들었다

학부생 포함된 포스텍 연구팀, 관련 기술 내놓아

▲친환경 초발수코팅제를 만든 포스텍 연구팀. 김동성 교수, 유재원 학생, 최동휘 교수(왼쪽부터).[사진제공=포스텍]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 소금으로 물을 튕겨내는 친환경 초발수코팅제를 만들어 눈길을 끈다. 학부생이 교수와 함께 이뤄낸 성과물이어서 더욱 주목된다.

포스텍(POSTECH, 총장 김도연) 기계공학과 학부 4학년 유재원 씨가 김동성 교수와 최동휘 연구교수와 함께 물을 흡수하지 않고 튕겨내는 초소수성 표면을 간단히 제작하는 방법을 개발했다. 연구팀은 주변에서 손쉽게 접할 수 있는 소금과 물만을 활용한 친환경적 방법을 이용해 복잡한 기존 공정의 한계를 극복했다.

소수성(물과 친하지 않은 성질)이 매우 강한 초소수성 표면의 대표적 사례는 진흙탕에서도 더럽혀지지 않는 연잎이다. 연잎은 미세한 돌기들로 덮여 있다. 물이 스며들지 않고 동그랗게 뭉쳐 미끄러진다. 이 과정에서 물방울이 표면에 붙은 오염물질을 닦아내며 항상 깨끗함을 유지한다.

이 같은 '연잎효과'를 본 딴 초소수성 표면은 음료를 쏟아도 손으로 털어내면 묻지 않는 옷이나 비가 오면 스스로 청소가 되는 건물의 외벽 등 실생활에서도 널리 응용될 수 있다. 자기세정뿐 아니라 산화방지능력이 뛰어나다. 눈이나 서리 맺힘을 막을 수 있어 자동차와 섬유, 건설 등 다양한 산업 분야에서 파급효과가 기대되는 기술이다.

기존의 제작 방법으로는 고가의 장비를 이용하거나 몸에 좋지 않은 화학약품처리를 거쳐야 했다. 복잡한 공정 과정이 단점으로 지적돼 왔다. 물을 튕겨낼 수 있도록 낮은 표면에너지를 가진 물질 표면에 연잎 돌기처럼 마이크로와 나노크기를 번갈아 지닌 울퉁불퉁한 구조를 성형하는 과정이 까다로웠다.

포스텍 연구팀의 기술은 소금을 이용해 환경 친화적이다. 비싼 장비나 복잡한 공정 없이 쉽고 빠르게 발수 코팅이 가능하다. 김 교수팀은 표면에너지가 낮은 액상 실리콘, 폴리디메틸실록산(PDMS)의 표면 위에 소금을 뿌려 굳힌 후 물에 담가 녹여냈다. 소금이 있던 자리에 다양한 입자크기의 구조를 남기는 염용해식각법을 사용했다. 이 방법은 간편하고 큰 면적이나 3차원 곡면의 기판 위에도 원하는 형상으로 초소수성 표면을 구현할 수 있어 활용 가능성이 매우 높다.

연구 결과는 국제저널인 '어플라이드 서피스 사이언스(Applied Surface Science)'에 살렸다. 특히 학부 4학년인 유재원 씨가 학부생 연구 참여 프로그램을 통해 얻은 결과물로 연구교수인 최동휘 박사와 함께 공동1저자로 논문에 참여했다는 점에서 주목을 받았다.

김동성 교수는 "염용해식각법은 환경 친화적이며 비싼 장비나 복잡한 공정 없이도 곡면 등에 원하는 형상으로 초소수성 표면 제작이 가능해 다양하게 활용할 수 있다"며 "학부생이 연구교수와 함께 좋은 연구를 이끌어낸 결과물"이라고 말했다.