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네덜란드 트벤테 대학교(University of Twente) 연구팀은 잘 알려진 커피 얼룩 효과가 유체에서 입자의 눈사태와 같은 거동을 보여주는 놀라운 메커니즘으로 인해 발생한다는 것을 발견했었음. 최신 연구에서는 이제 고리 모양의 커피 얼룩을 방지하고 대신 입자의 균일 한 분포를 얻는 방법을 보여줌. '커피 얼룩(Coffee-stain)' 효과는 물리학과 일상 생활에서 잘 알려진 효과로 입자가 포함된 액체가 증발 할 때 어두운 색의 가장자리가 남는 현상임. 이것은 UT 과학자들이 초기 간행물에서 보여준 입자의 바깥쪽으로 이동하는 '눈사태(Avalanche)' 현상 때문임. 잉크젯 및 3D 인쇄에서 이것은 바람직하지 않은 효과임. 연구팀은 유성층을 사용하여 표면을 조절함으로써 그 효과를 억제할 수 있음을 보여주었음. UT 연구팀의 초기 연구에 따르면 입자가 포함된 방울이 증발하면 입자가 방울의 가장자리로 이동하기 시작함. 처음에, 이것은 느리고 규칙적인 움직임이지만, 물방울의 증발에 의해 높이가 낮아지자마자, 눈사태와 같이 입자는 무질서하게 가장자리로 몰리게 됨. 액체가 완전히 증발한 후에는 어두운 고리가 남게 됨. 실제로, 액적의 직경은 이미 이 과정을 매우 일찍 결정함. 많은 경우 고리 모양의 어두운 영역이 아닌 균일한 분포가 필요하기 때문에 이를 방지 할 수 있는 방법이 필요함. 습식 표면이 그 해답임. 이 경우에도 액적에는 가장자리가 있지만 증발하지 않는 오일층에 의해 제한됨. 또한 물방울 가장자리의 물이 빠르게 증발하는 것을 방지함. 결과적으로 입자가 모두 가장자리로 이동하는 것을 방지함. 액적 내부의 가장자리에서 다른 방향으로도 움직임. 모든 물이 증발되면 입자는 단지 고리가 아닌 표면 전체에 있게 됨.

본 연구 성과는 ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ ("Evaporating droplets on oil-wetted surfaces: suppression of the coffee-stain effect") 지에 게재됨