“어떤 조건서도 물 막는다” 초강력 코팅제 개발

↑ 연구진이 유리와 철, 면, 종이에 개발한 물질을 코팅한 뒤 물을 떨어트리는 실험 장면. 물이 흡수되지 않고 튕겨져 나가는 모습을 볼 수 있다. <사진제공=사이언스>

영국과 중국 공동 연구진이 옷과 종이, 철 등 어떤 종류의 재질에도 코팅해 물과 기름을 막을 수 있는 ‘코팅제’를 개발했다.
야오 루 영국 칼리지런던대 화학과 교수와 중국 다롄이공대 공동 연구진은 ‘표면에너지’를 낮춰 스프레이 방식으로 간단하게 뿌려주면 물과 기름을 완벽하게 차단할 수 있는 코팅제를 개발했다고 5일 밝혔다. 연구결과는 세계적 과학저널 ‘사이언스’ 5일자에 게재됐다.
연구진은 티타늄 입자를 나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 크기의 작은 입자로 만든 뒤 이를 알코올에 녹여 코팅제를 만들었다. 이 물질을 종이나 면, 철 등에 뿌린 뒤 물과 기름을 떨어트리자 안으로 스며들지 않고 튕겨나가는 것을 발견했다. 이 물질을 뿌리는 것은 물론 단순히 담궜다가 빼도 이 같은 현상을 유지했다. 루 교수는 “자동차는 물론 옷이나 유리 등에 모두 적용이 가능하다”며 “사포나 칼로 긁더라도 떨어지지 않고 물과 기름을 튕겨냈다”고 말했다.
연구진은 표면에너지를 낮춰 이같은 코팅제를 만드는 데 성공했다. 표면에너지란 물질이 다른 물질을 잡아 당기는 힘을 말한다. 표면에너지가 높으면 분자들끼리 잡아당기는 힘이 커진다. 연구진은 코팅제를 ‘개층구조’로 만들어 표면에너지를 작게 만들었다. 200㎚ 크기의 울퉁불퉁한 형상을 만든 뒤, 그 아래 20㎚ 크기의 울퉁불퉁한 표면을 한 번 더 만든 것이다. 이헌주 한국과학기술연구원(KIST) 계산과학연구센터 책임연구원은 “울퉁불퉁한 표면은 표면에너지를 낮추는데, 이를 이중 구조로 만들어 물이나 기름의 표면에너지보다 더 낮게 만들었다”고 설명했다.
연구진은 이를 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 대량생산이 쉬울 뿐 아니라 지금까지 개발된 어떤 코팅제보다도 기능이 좋다는 판단 때문이다. 루 교수는 “물이나 기름은 물론 작은 먼지도 달라붙지 않게 할 수 있다”며 “산업 여러 분야에 적용할 수 있을 것”으로 기대했다.
[원호섭 기자]