나노기술 및 정책 정보

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도쿄(東京)대학 대학원 신영역창성과학연구과, 산업기술종합연구소(AIST)-도쿄대학첨단피연산자측정기술오픈이노베이션실험실, 물질·재료연구기구(NIMS) 국제나노아키텍토닉스연구거점(WPI-MANA)의 공동 연구그룹이 나노미터 스케일의 요철을 가공한 ‘나노 불투명 유리’를 개발함.

‘나노 불투명 유리’ 표면은 150°C의 고온에서도 하루 정도 초친수성을 유지할 수 있는 것으로 확인되었으며, 고온 인쇄가 필요한 유기 반도체에서도 양질의 단결정 박막의 대면적 제조가 가능하게 됨. 연구진은 물질의 표면에 미세한 요철과 표면의 젖음성이 관계하고 있는 점에 주목함. 일반 유리의 표면을 약산성인 탄산수소나트륨 수용액을 80°C에서 처리하여 나노미터 스케일의 작은 요철(1nm 정도)을 형성시킴. ‘나노 불투명 유리’ 표면에서는 물이 잘 젖어 친수성 지표인 물의 접촉각이 3°이하가 되는 것을 확인함. 또한, 이 초친수성 상태는 150°C의 고온에서도 하루 정도 유지됨. 일반적인 친수성 코팅제 및 표면 화학종의 수식 효과는 열 등으로 표면 화학종이 열화되어 친수성 유지가 어려웠던 반면, ‘나노 불투명 유리’는 물질의 표면 요철 구조에 의한 친수성을 이용하고 있기 때문에 열에 의한 친수성의 저하를 현저히 억제함. 초친수성 ‘나노 불투명 유리’는 저환경 부하적인 공정으로 제조할 수 있으며, 표면 평활성이 우수하고 충분한 투명성을 보유함. 유기 반도체 박막을 인쇄할 때 템플릿 기판으로 응용할 수 있을 것으로 기대됨.

향후, 친수성 표면의 경우 젖음성을 향상시켜 높은 방오성을 부여함으로써 물 때 방지 등 다양한 분야에 이용될 것으로 예상됨.

본 연구 성과는 Advanced Materials Interfaces(Nano-ground Glass as a Superhydrophilic Template for Printing High –performance Organic Single-crystal Thin Films)에 게재됨.