한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 김형수 기계공학과 교수팀이 커피링 얼룩 자국이 남지 않는 균일 코팅 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 커피링은 커피 방울이 고체 표면 위에서 마를 때 액적(물방울) 표면의 증발률 차 때문에 얼룩이 남는 현상을 말한다.
커피링은 잉크젯 프린팅 기술로 유연 재료에 균일한 코팅을 하는데 장애 요소다. 최근 잉크젯 프린팅 기술은 단순 패턴 인쇄를 넘어 차세대 에너지 및 디스플레이를 포함한 전기·전자 소자 융복합 생산시스템 기술에 활용되고 있다.
그동안에는 커피링을 없애기 위해 계면활성제를 사용하거나, 마랑고니 효과를 활용했다. 마랑고니 효과는 표면장력 크기가 일정하지 않을 때 발생한다. 흔히 알려진 '와인의 눈물' 현상이 대표적인 예다.
김 교수팀은 액적이 증발하는 공간을 한시적으로 밀폐시켜 커피링을 완전히 소멸시키는 방법을 개발했다. 이 기술은 증발율이 다른 두 액체를 혼합해 증발시키고, 밀폐된 공간에 갇힌 휘발성 증기가 연속적으로 '용질성 마랑고니 효과'를 일으켰다. 용질성 마랑고니 효과는 완전히 섞일 수 있는 서로 다른 유체가 만날 때 발생한다. 이를 통해 커피링을 완전히 없앴다.
교수팀은 현재 관련 기술을 특허 출원했고 유연 디스플레이 소자에 적용하는 연구를 진행하고 있다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
