• Elastomers and Composites
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• 제44권3호
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• pp.244-251
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• 2009

최근 들어, 자연의 기능성 표면을 모사하여 공학적으로 이용하려는 연구가 전세계적으로 급격히 증가하고 있다. 자연계에 존재하는 표면의 여러 기능을 우리 생활에 응용할 수 있다면, 현재 인류가 직면하고 있는 환경오염, 에너지고갈, 물/식량 부족 등의 문제들을 해결하는데 큰 도움이 될 뿐만 아니라, 우리가 일상생활에 사용하는 많은 제품들의 표면 기능을 고도화시킬 수 있기 때문이다. 이 글에서는 다양한 기능을 가진 자연의 표면 중 마이크로/나노구조물을 이용하여 초발수 특성을 갖는 표면에 대하여 살펴보고 초발수 표면의 이론적인 배경 및 초발수 표면을 구현하기 위한 여러 연구들에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국염색가공학회지
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• 제32권3호
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• pp.158-166
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• 2020

Self-cleaning fabric is a fabric having a function of decotamination via photodecomposition of photocatalyst or wash-off of contaminants on the superhydrophobic surface. TiO₂ is the main photocatalyst for this purpose, but it only functions under UV light which is only a little portion of sunlight, compared to visible light. In this regard, this study aims to investigate Fe-doped TiO₂ for improved photodecomposition from visible light sensitization to apply self-cleaning finishing of PET fabrics. Moreover, the Fe-doped TiO₂ treated PET fabric was further treated with hexadecyltrimethoxysilane to provide superhydrophobicity on the PET fabrics. As a result of this dual treatment, the prepared fabric exhibited excellent photodecomposition of methylene blue with 96.96% in 12h under sunlight and superhydrophobicity with water contact angle of 166.5° and roll-off angle of 7°. This suggested that the excellent self-cleaning functions can be privided to PET fabric via Fe-doped TiO₂ and hexadecyltrimethoxysilane treatment.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.447-448
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• 2007

• Carbon letters
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• 제15권2호
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• pp.89-104
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• 2014

Materials with appropriate surface roughness and low surface energy can form superhydrophobic surfaces, displaying water contact angles greater than $150^{\circ}$. Superhydrophobic carbon-based materials are particularly interesting due to their exceptional physicochemical properties. This review discusses the various techniques used to produce superhydrophobic carbon-based materials such as carbon fibers, carbon nanotubes, graphene, amorphous carbons, etc. Recent advances in emerging fields such as energy, environmental remediation, and thermal management in relation to these materials are also discussed.

• 접착 및 계면
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• 제16권3호
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• pp.116-121
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• 2015

본 연구에서는 발수성 재료로 쓰이고 상대적으로 가격이 비싼 불소계 실란을 대체하기 위해 octadecyltrichlorosilane (OTS)을 사용하였다. 코팅층의 기계적 접착강도를 향상시키기 위해 무기바인더를 산 촉매 하에서 졸-겔 반응에 의해 분산시켜 합성하였다. 합성된 실리카 나노입자는 나노크기의 거칠기를 제공하기 때문에 초소수성을 쉽게 얻기 어려우므로 유기용매에 의한 입자의 응집을 유도하였다. 실리카 나노입자의 적절한 크기 선택에 따라 OTS를 사용해서 표면을 소수화 시킨 후 유기용매의 양이 증가함에 따라 초소수성의 표면을 얻었고 극도의 물 반발 거동이 zero sliding angle과 함께 관찰되었다. 이러한 초소수성은 용매와의 혼합과 상관없이 유전상수가 25보다 작은 값을 가졌으며 용매 내에서 입자의 응집을 통해 유도된 초소수성 표면을 제조하는 것이 저유전상수 값에 대한 지표가 되었다.

• 접착 및 계면
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• 제21권2호
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• pp.58-64
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• 2020

본 연구에서는 UV 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트와 실리카 나노입자를 용매에 분산하여 간편한 스프레이 코팅을 통해 초발수 및 초발유 표면을 제작하였다. 용매의 종류, 고분자의 농도, 분사량 조절에 따른 코팅 표면 구조의 변화를 확인하였으며, 물과 오일의 접촉각 측정을 통해 초발수 및 초발유 특성을 정량화 하였다. 스프레이 코팅 표면의 re-entrant 구조를 분석하여 초발수 및 초발유 특성이 극대화된 스프레이 코팅의 메커니즘을 제시하였다. 최적화된 스프레이 코팅 조건을 적용하여 제조된 표면의 물과 오일의 접촉각 hysteresis는 각각 2°, 30° 이하이며 오일 방울이 표면에서 튈 정도로 우수한 초발수 및 초발유 특성을 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.36.2-36.2
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• 2011

최근 나노기술의 비약적인 발전을 바탕으로 그 동안 구현이 쉽지 않았던 마이크로-나노 단위의 생체모사(biomimetics) 기술이 큰 각광을 받고 있다. 그 중에서도 특히 연잎 효과(lotus-effect)로 대표되는 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성(superhydrophobicity) 표면 구현은 생물, 화학, 물질 등의 다양한 분야에 있어 큰 사용가치를 가지기 때문에 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 초소수성을 가지는 표면을 구현하기 위해서는 표면의 화학적인 조성을 변화시켜 표면의 거칠기를 증대시키는 방법과 표면에너지를 낮추는 방법으로 구분될 수 있으며, 이를 위해 표면에 나노구조체를 형성시켜 표면 거칠기를 증대시키는 방법과 silane 계열의 자가-형성 단일막(Self-assembled monolayer)을 코팅하여 표면에너지를 낮추는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 표면에 나노구조체를 형성시키는 과정에서 비싼 공정 비용이 발생하며, 대면적 구현이 쉽지 않다는 단점이 있으며, silane 계열의 자가-형성 단일막의 경우에는 제거가 쉽지 않아 추후 다양한 소자에의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법(Aqueous Electroless Etching)을 이용하여 대면적으로 합성시킨 실리콘 나노와이어의 표면 산소 흡착 처리를 통해 $156^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면을 구현하였다. 액상 기반으로 형성된 실리콘 나노와이어의 표면은 열처리 공정을 통해 OH-기에서 O-기로 치환되어 낮은 표면에너지를 가지게 되며, 낮아진 표면에너지와 산화과정에서 증대된 표면 거칠기를 통해 Wenzel-state의 초소수성 표면 성질을 보였다. 변화된 나노와이어의 표면 거칠기는 주사전자현미경 (FE-SEM)과 주사투과현미경 (HR-TEM)을 통해 관찰되었다. 또한, 나노와이어의 길이와 열처리 공정 조건에 따라 나노와이어의 표면을 접촉각 $0^{\circ}$의 초친수성(superhydrophilicity) 특성부터 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 특성까지 변화시킬 수 있었으며, 나노와이어의 길이에 따라 표면 난반사율을 조절하여 90% 이상의 매우 높은 흡수율을 가지는 나노와이어 표면을 구현할 수 있었다. 이러한 산소 흡착법을 이용한 초소수성 표면 구현은 기존 자가-형성 단일막 코팅을 이용한 방법에 비해 소자 제작 및 활용에 있어 매우 유리하며, 바이오칩, 수광소자 등의 다양한 응용 분야에 적용 가능할 것으로 예상된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권2호
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• pp.71-76
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• 2021

As opposed to using fossil fuels, we need to use eco-friendly resources such as sunlight, raindrops and wind to produce electricity and combat environmental pollution. A triboelectric nanogenerator (TENG) is a device that converts mechanical energy into electricity by inducing repetitive contact and separation of two dissimilar materials. During the contact and separation processes, electron flow occurs owing to a change in electric potential of the contacting surface caused by contact electrification and electrostatic induction mechanisms. A solid-solid contact TENG is widely known, but it is possible to generate electricity via liquid-solid contact. Therefore, by designing a hydrophobic TENG, we can gather electricity from raindrop energy in a feasible manner. To fabricate the superhydrophobic surface of TENGs, we employ a dip coating technique to synthesize an octadecylamine (ODA)- and polydimethylsiloxane (PDMS)-based coating on polyethylene terephthalate (PET). The synthesized coating exhibits superhydrophobicity with a contact angle greater than 150° and generates a current of 2.2 ㎂/L while water droplets fall onto it continuously. Hence, we prepare a box-type TENG, with the ODA/PDMS coating deposited on the inside, and place a 1.5 mL water droplet into it. Resultantly, we confirm that the induced vibration causes continuous impacts between the ODA/PDMS coating and the water, generating approximately 100 pA for each impact.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.236-236
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• 2012

In this study, we present the salt repellent behavior of superhydrophobic filtration membrane. Bio-fouling or mineral-fouling is the main factor of decreasing the performance of filtration membrane. The superhydrophobic modification of filtration membrane using PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition) is introduced. The oxygen plasma was introduced for developing nano hairy structures and subsequent HMDSO (Hexamethyldisiloxane) coating was used for enhancing low surface energy. Saline water evaporation test was carried out to evaluate the difference of contamination of salt on superhydrophobic and moderately hydrophobic filtration membrane. EDS and EPMA were used for visualizing the residue of salt crystal.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.25.1-25.1
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• 2009

The effects of surface energyon the wetting transition for impinging water droplets were experimentally investigated on the chemically modified WOx nanowire surfaces. We could modify the surface energy of the nanostructures through chemisorption of alkyltrichlorosilanes with various carbon chain lengths and by the UV-enhanced decomposition of self assembled monolayer (SAM) molecules chemically adsorbedon the array. Three surface wetting states could be identified through the balance between antiwetting and wetting pressures. This approach establishes simple strategy for the design criteria for water-repellent surface to impinging droplets.