| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관) |
| 권호 | 30권 1호, p.543 |
| 발표분야 | 고분자 구조 및 물성 |
| 제목 | Adhesion and Friction Behavior of Nano-haired Structures |
| 초록 | 파리, 거미, gecko 도마뱀등과 같은 동물들은 표면의 소/친수성 혹은 거칠기에 관계없이 어디서나 잘 붙을 수 있고, 벽을 기어오르거나 천장에서도 걸을 수 있는 특이한 행태1를 보이고 있다. 이러한 동물들의 능력은 substrate의 profile에 효과적으로 붙을 수 있는 발바닥의 특이한 표면 구조 때문이라고 흔히 알려져 있는데 최근 이러한 동물들의 접착 메커니즘 및 이를 모사한 구조를 제조하려는 연구가 큰 관심을 받고 있다. 이들의 발바닥은 수천, 수만의 nano-hair 구조로 되어있는 것으로 밝혀졌는데2, 특이한 것은 발바닥의 nano-hair 구조에 의해 superhydrophobic에 가까울 정도로 표면에너지가 상당히 낮음에도 불구하고 nano-hair 끝에서 작용하는 약한 물리적 힘인 van der Waals force에 의해서 우수한 접착/마찰 특성을 나타내는 것으로 보고되어지고 있다는 것이다. 이러한 생태계의 특이한 접착/마찰특성을 이해하기 위해서는 나노 단위의 거칠기(roughness)를 가지는 표면에 대한 접착/마찰 현상에 대한 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이 동물들의 발바닥을 모사하기 위하여 anodic aluminum oxide (AAO)를 template로 사용하여 여러 종류의 고분자 물질을 nano-bumper 및 nano-rod 형태 등의 다양한 구조로 제조하였다. 또한 이러한 nano-hair 구조물의 표면 에너지를 조절하여 superhydrophobic 및 superhydrophilic 성질을 나타낼 수 있도록 하였으며, 이러한 nano-hair의 구조 및 표면에너지에 따른 나노/마이크로미터 수준의 접착/마찰 특성은 atomic force microscope (AFM) 및 Johnson-Kendall- Roberts (JKR) 장치 등을 사용하여3 조사하였다. Fig 1. SEM image of terminal elements (circles) in animals with hairy design of attachment pads (a), and prepared nano-bumpered structures (b) of PDMS replica. 참고문헌 1. A. Russell, J. Zool. Lond., 176, 437 (1975). 2. K. Autumn, Y. A. Liang, S. T. Hsieh, W. Zesch, W. P. Chan, T. W. Kenny, R. Fearing, and R. J. Full, Nature, 405, 681 (2000). 3. D.H. Lee, D. Kim, T. Oh, and K. Cho, Langmuir, 20, 8124 (2004). |
| 저자 | 이동윤, 이대호, 황선규, 이건홍, 조길원 |
| 소속 | 포항공과대 |
| 키워드 | adhesion; friction; biomimic; gecko; JKR; AFM |
