우리대학 조길원(화공) 교수와 이승구(고분자연) 박사 연구팀은 벼의 자기세정 기능인 ‘볏잎효과’를 규명하고 이를 바탕으로 물방울의 흐름을 제어할 수 있는 새로운 개념의 기능성 표면을 개발하는 데 성공했다.
재료분야의 세계적 권위지 <어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)>지 최신호 표지논문으로 선정된 이번 연구 성과는 볏잎이 가진 자기세정 기능을 이용해 새로운 소재로의 응용 가능성을 제시한 만큼 실생활에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
연구팀의 분석 결과 볏잎은 수백 나노미터 크기의 왁스결정, 수 마이크로미터 크기의 돌기와 평행한 주름구조로 이루어져 있으며, 표면에 빽빽하게 자리 잡은 왁스결정과 돌기가 물방울을 밀어내고 주름 사이에 공기가 끼어들어 물방울이 한쪽 방향으로 굴러가도록 한다는 사실을 밝혀냈다.
이렇게 굴러가는 물방울이 볏잎 표면에 붙은 곰팡이나 병균을 떨어뜨리며 항상 깨끗하고 건조한 잎의 상태를 유지하도록 한다는 점에 착안, 조 교수팀은 이 구조를 모방해 평행한 주름 표면에 소수성이 있는 나노입자와 고분자 전해질이 교대로 쌓인 구조로 만들어진 ‘인공 볏잎표면’을 만드는 데 성공했다.
이와 함께 주름 위의 미세 구조를 조절하거나 물방울의 크기를 바꾸면 물방울이 구르는 방향은 물론 각도도 제어할 수 있다는 사실도 최초로 밝혀냈다.
이번 연구는 교육과학기술부 글로벌프론티어 소프트일렉트로닉스 연구단의 지원을 받아 수행됐다.