계명대는 변명환 신소재공학과 교수팀이 고분자로 구성된 이중층 표면에너지 차이를 활용, 규칙적인 패턴을 구현하는데 성공했다고 13일 밝혔다. 저비용 패터닝 공정으로 에너지 하베스팅 표면 소재나 홀로그래픽 표면소재에 적용 가능할 것으로 기대된다.
변 교수팀은 상호 호환성이 낮은 두 종류의 고분자들로 구성된 이중층의 표면에너지 차이를 활용해 공간적으로 재정렬된 규칙적 패턴을 구현했다.
교수팀은 폴리스티렌(PS)을 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 패턴위에 전면 도포하고 PMMA에만 작용하는 선택적 용매 증기에 노출시키는 과정을 진행했다. 그 결과 서로 호환성이 낮은 상태에서 PMMA 패턴이 모세관 불안정성 현상에 의해 도트형태의 어레이로 공간적 재배열 현상이 발생한다는 것을 확인했다.
또 커피자국효과라는 자연적인 현상을 이용한 고분자 패터닝 공정을 사용해 저비용 단순공정으로 PMMA선 패턴을 구현했다. 고분자의 역학적 현상에 대한 기초연구로 활용가능하다는 평가다.
특히 이번 연구결과는 경사도를 갖는 고분자 패턴들의 서바 패턴들을 제조하는데 모세관 불안정성 현상이 어떤 방식으로 적용될 수 있는지를 보여줬다.
추후 연구를 통해 보다 단순하고 저비용의 고정렬성 패터닝 공정을 정전기력 에너지 하베스팅 표면소재, 홀로그래픽 표면소재 등과 같은 기능성 표면에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
이번 연구결과는 재료공학계열 상위 20%에 속하는 국제저명학술지 '응용표면과학(Applied Surface Science)'에 게재됐다.
교육부 지원 한국연구재단 기본연구 지원을 받아 수행된 이번 연구에는 울산과학기술원 고현협 교수 연구팀과 한국세라믹기술원 박운익 박사팀이 공동으로 참여했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
