물속에서의 표면 습윤 관찰

과학자들이 소수성(발수성) 표면의 습윤성을 더 잘 이해하기 위해 Leica 컨포컬 현미경과 조면계를 이용했습니다. 과학자들은 시간 경과에 따른 거칠기의 변화를 조사하기 위해 표면 위에 놓인 물로 표면의 이미지를 기록했습니다. 조사 목적은 다양한 분야를 위한 자가 세정 표면 물질의 개발을 진척시키는 것입니다.

발수성 표면은 자연에서 식물과 곤충에 의해 깨끗하고 이물질이 없는 표면을 유지하고 물 손실을 줄이기 위해 사용됩니다. 보통 이러한 현상은 물이 물질의 표면과 접촉하면서 물방울을 형성할 때 관찰됩니다. 대표적인 예가 왁스나 탄화수소 고분자입니다. 물질의 발수성은 소수성이라고도 부릅니다. 식물의 잎이나 곤충의 외골격 같은 초소수성 표면은 발수성이 높습니다.

자가 세정 표면은 전자 장치(패널 디스플레이, 회로 기판, 케이스), 차량 및 건물(시트, 가구, 창문, 벽), 직물(의복, 옷감) 등에 매우 실용적입니다. 이 기술은 표면의 오염을 없애 세정을 간소화합니다. 먼지나 다른 입자뿐만 아니라 물, 기름, 기타 액체의 부착을 크게 감소시킵니다.

초소수성은 Technion Israel Institute of Technology에서 보아즈 포크로이(Boaz Pokroy) 교수의 연구 그룹이 다루는 핵심 주제입니다. 이 연구 그룹은 DCM 컨포컬 현미경/조면계를 이용해 물-공기 계면에서 소수성 표면의 물방울 바닥을 처음으로 이미징했습니다. 이 이미지 데이터는 계면 습윤 현상의 이해를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 이 그룹은 금 위의 얇은 왁스 층과 그 위의 물방울의 이미지를 기록했습니다. 왁스 층은 시간 경과에 따라 표면 거칠기가 변했습니다. 표면은 재결정화를 유도한 층의 변형으로 인해 수시간에 걸쳐 소수성에서 초소수성으로 변했습니다.

아마도 언젠가는 초소수성 표면이 테이블, 창문, 문, 심지어 옷에도 사용될 것입니다. 초소수성 표면을 이용하면 훨씬 쉽게 물건을 깨끗하게 유지할 수 있습니다.

초소수성 표면의 컨포컬 이미지의 x 치수를 따라 측정한 라인 윤곽. 윤곽은 기판 표면에 놓인 물방울 아래의 물-공기 계면입니다. 윤곽의 최대 높이는 Rt 값으로 표시됩니다.

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