초발수 표면은 150 ° 이상의 접촉각을 갖는 표면으로써 자가세정, 김서림 방지, 방오, 방빙 등에 적용하기 위한 중요한 이슈 중의 하나이다. 그러나 자연 속에 존재하는 초발수 표면 중 자가세정 효과를 갖는 연잎과는 반대로 장미꽃은 초발수 표면임에도 오히려 물방울을 붙잡고 있는 현상이 존재한다. 물방울이 표면의 마이크로/나노 구조에 달라붙는 현상은 pinni...
초발수 표면은 150 ° 이상의 접촉각을 갖는 표면으로써 자가세정, 김서림 방지, 방오, 방빙 등에 적용하기 위한 중요한 이슈 중의 하나이다. 그러나 자연 속에 존재하는 초발수 표면 중 자가세정 효과를 갖는 연잎과는 반대로 장미꽃은 초발수 표면임에도 오히려 물방울을 붙잡고 있는 현상이 존재한다. 물방울이 표면의 마이크로/나노 구조에 달라붙는 현상은 pinning 현상이라 불리며, 이는 자가세정 효과를 가져야하는 표면에서 물방울이 굴러 제거되지 못하게 함으로써 표면을 오염시킬 수 있다. 따라서 초발수 표면을 실제 산업에 적용하기 위해서는 접촉각뿐만 아니라 구름성을 함께 고려하여 마이크로 구조를 설계 하는 연구가 필수 요소이다. 본 연구에서는 표면의 구름성을 제어하기 위해 Gibbs free energy를 고려한 초발수 표면 설계 방법을 제안하였고, 패턴에 따른 구름각을 측정하여 제안하는 설계 방법의 유효성을 검증하였다. 또한, 나노임프린트리쏘그래피 공정을 이용하여 최적화된 패턴으로 초발수 필름을 제작하여 접촉각 및 구름각을 측정하여 기능성을 평가하였다.
초발수 표면은 150 ° 이상의 접촉각을 갖는 표면으로써 자가세정, 김서림 방지, 방오, 방빙 등에 적용하기 위한 중요한 이슈 중의 하나이다. 그러나 자연 속에 존재하는 초발수 표면 중 자가세정 효과를 갖는 연잎과는 반대로 장미꽃은 초발수 표면임에도 오히려 물방울을 붙잡고 있는 현상이 존재한다. 물방울이 표면의 마이크로/나노 구조에 달라붙는 현상은 pinning 현상이라 불리며, 이는 자가세정 효과를 가져야하는 표면에서 물방울이 굴러 제거되지 못하게 함으로써 표면을 오염시킬 수 있다. 따라서 초발수 표면을 실제 산업에 적용하기 위해서는 접촉각뿐만 아니라 구름성을 함께 고려하여 마이크로 구조를 설계 하는 연구가 필수 요소이다. 본 연구에서는 표면의 구름성을 제어하기 위해 Gibbs free energy를 고려한 초발수 표면 설계 방법을 제안하였고, 패턴에 따른 구름각을 측정하여 제안하는 설계 방법의 유효성을 검증하였다. 또한, 나노임프린트리쏘그래피 공정을 이용하여 최적화된 패턴으로 초발수 필름을 제작하여 접촉각 및 구름각을 측정하여 기능성을 평가하였다.
The super-hydrophobic surface is a functional surface with a contact angle of higher than 150°, and is one of the major issues for self-cleaning, anti-fogging, anti-fouling, and anti-icing. However, in contrast to lotus leaves which have self-cleaning effects in nature, rose petals hold onto water d...
The super-hydrophobic surface is a functional surface with a contact angle of higher than 150°, and is one of the major issues for self-cleaning, anti-fogging, anti-fouling, and anti-icing. However, in contrast to lotus leaves which have self-cleaning effects in nature, rose petals hold onto water droplets even though they are super-hydrophobic surface. The phenomenon of water droplets adhesion to the micro-/nano-structured surface is called pinning effect. Pinning effect contaminate the surface because the surface that should have self-cleaning effect may be prevent the droplet from rolling away by pinning. Therefore, it is essential to study the designing micro-/nano-structure in consideration of the rolling performance as well as the contact angle to apply the super-hydrophobic surface to the industry. In this study, design method for super-hydrophobic surface was proposed with considering Gibbs free energy to control the rolling performance. Design method was validated by measuring the rolling angle of fabricated pattern. In addition, super-hydrophobic PMMA film fabricated by nanoimprint lithography process in an optimized pattern.
The super-hydrophobic surface is a functional surface with a contact angle of higher than 150°, and is one of the major issues for self-cleaning, anti-fogging, anti-fouling, and anti-icing. However, in contrast to lotus leaves which have self-cleaning effects in nature, rose petals hold onto water droplets even though they are super-hydrophobic surface. The phenomenon of water droplets adhesion to the micro-/nano-structured surface is called pinning effect. Pinning effect contaminate the surface because the surface that should have self-cleaning effect may be prevent the droplet from rolling away by pinning. Therefore, it is essential to study the designing micro-/nano-structure in consideration of the rolling performance as well as the contact angle to apply the super-hydrophobic surface to the industry. In this study, design method for super-hydrophobic surface was proposed with considering Gibbs free energy to control the rolling performance. Design method was validated by measuring the rolling angle of fabricated pattern. In addition, super-hydrophobic PMMA film fabricated by nanoimprint lithography process in an optimized pattern.
주제어
#Nano imprint lithography Super-hydrophobic Rolling resistance 나노임프린트리쏘그래피 초발수 표면 설계
학위논문 정보
저자
조원경
학위수여기관
부산대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
인지메카트로닉스공학과
지도교수
Jeong Myung Yung
발행연도
2019
총페이지
vi, 47 장
키워드
Nano imprint lithography Super-hydrophobic Rolling resistance 나노임프린트리쏘그래피 초발수 표면 설계
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