스프레이(spraying) 및 기타의 방법들 그리고 응용분야

스프레이(spraying) 스프레이 기법은 초발수성 표면을 제작하기 위한 원-스텝, 시간 절약, 저비용이고 표면에 기계적인 손상이 있을 경우 수정이 용이한 방법이다. 스프레이건에 의한 n-octadecanethiol과 질산은의 에탄올 에멀션을 질소 가스로 균일하게 스프레이 하여 초 발수성 구리 메시를 제작하였다. 긴-사슬의 알킬기를 함유한 alkanethiol은 낮은 표면에 너지를 갖고 있다. 표면은 pH범위 1∼13의 광범한 산과 알칼리 용액에서 초발수성을 보 였으며 이 방법의 장점은 표면의 기계적 손상을 간단히 부분적인 스프레이로 복구할 수 있다는 점이다. (10) 실리카 및 기능성 실리카 같은 다른 유기 소재도 스프레이 기법에 사 용될 수 있다. 기능성 실리카 입자들은 2중 크기 거칠기를 가졌을 뿐 아니라 소수화된 것들로 이들 대부분의 유기실란 들은 하나의 유기 치환기와 3개의 가수분해 치환기를 갖는다. 최근 접착력이 우수한 기능화 실리카-고분자(에폭시, 폴리스티렌, 폴리우레탄 또 는 에틸렌비닐아세테이트) 분산액으로 스프레이기법을 이용하여 접촉각 155o , 미끄럼각 5 o 이하인 초발수성이고 3.5wt% NaCl용액에서 내식성이 우수한 필름이 제조되었다.  

기타의 방법들 초발수성 표면을 제작하기 위해 개발된 기법들에는 전술한 방법들 외에도 기재에 나노 입자 분산을 스프레이 하는 방법, 전기방사, 승화, 수열합성법 및 왁스응고 등 다양한 방법들이 있다. 전기 방사는 다양한 고분자 소재로부터 마이크로미터 및 그 이하의 직경을 갖는 연속 적인 초극세 섬유를 생산할 수 있는 유력하고 간단하며 실제적인 방법이다. 전기방사 섬유는 본질적으로 작은 섬유 크기를 갖기 때문에 초발수성용으로서 길이방향으로 거칠 기가 부여된다. 단순히 균일한 섬유로 구성된 섬유매트가 단독중합체 폴리스티렌(PS)과 의 혼합 된 소수성 소재 즉, poly(styrene-block-dimethylsiloxane) block copolymer도 전 기 방사가 가능하다. 거칠기 부여 방법(surface roughening method)의 하나로 분-화구 형 구조의 표면을 형 성하는 습윤 필름에 가속화 된 수증기를 사용하여 유리 기재 위에 aluminium tri-sec butoxide, propan-2-ol 및 ethyl acetoacetate(몰비=1:10:1)로 이루어진 습윤 필름을 코팅하 였다. 분화구는 거친 표면 위에 1∼20㎛로 형성되었고 끓는 물에 10분 동안 담근 후, 20 분 동안 fluoroalkylsilane 용액에 담근 후 초발수성 코팅이 이루지제 100℃ 뜨거운 공기 로 처리한 결과 얻어진 초발수성 본화구 형 구조 표면은 2.6o의 미끄럼각과 10o의 히스 테리시스 값을 가졌다.  

응용분야-

연잎효과(lotus effect)를 이용한 많은 제품들이 상품화되거나 개발 중에 있으며 자기세 정(self-cleaning) 표면의 다양한 활용 가능성에 관한 많은 특허들이 출원되고 있다. 이들 응용의 대부분은 자기세정 효과를 이용하며 특히. 유리(건축, 자동차, 광학용 감지기 등) 와 건축용 소재를 대상으로 하고 있다. 또한 청정 표면(예로 낙서 방지)을 만들 수 있는  

스프레이나 페인트들은 물론 발수성 직물들이 제안되고 농업 분야(식물표면에 접착력이 향상되거나 토양에 침투력이 증가된 살충제)도 검토되고 있다. 상업적인 관점에서 창문 청소, 특히 고층건물의 경우는 비싸고 번거로우며 최근 연잎 효과를 이용한 자기세정 기술이 개발되어 실용화되고 있다.  

출처:한국기술과학연구원