KR20200068475A

KR20200068475A - 자기조립단분자막을 포함하는 slips 오염 방지 구조체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20200068475A
Application number: KR1020180155510A
Authority: KR
Inventors: 이승협
Original assignee: 한국세라믹기술원
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-15
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: KR102255551B1

Abstract

자기조립단분자막을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체가 제공된다. 상기 자기조립단분자막을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체는, 베이스 나노입자, 및 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM)을 포함하는 복합 입자들을 포함하고, 상기 복합 입자들이 응집된 오목부 및 볼록부를 포함하는 지지(support) 패턴, 및 상기 지지 패턴을 덮고, 윤활 물질을 포함하는 윤활 코팅막을 포함할 수 있다.

Description

자기조립단분자막을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조방법 {SLIPS pollution prevention structure comprising self-assembled monolayer and manufacturing method thereof}

본 발명은 자기조립단분자막을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조방법에 관련된 것으로서, 보다 구체적으로는, 표면으로 떨어지는 물방울들이 표면에서 튕기지 않고, 표면을 타고 흘러내리는 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, 자연의 나노구조물에서 영감을 얻어 공학적으로 이용하려는 연구가 활발히 진행 중이다. 대표적인 예가 초발수성을 나타내는 연꽃잎과 무반사성을 나타내는 나방눈이다. 또 하나의 대표적인 예로, 벌레잡이 풀의 표면은 미끄러운 윤활 성분과 이를 고정해주는 복잡한 표면 구조체에 기인하여 벌레 등이 미끄러지는 표면 특성을 구현하는데, 이를 모사하여 표면 개질과 윤활유의 코팅을 통해 다양한 액적을 손쉽게 미끄러 내는 표면 구현 기술 (slippery liquid-infused porous surface-SLIPS)이 있다.

이는 잘 알려진 초발수성 표면 기술과는 별개의 기술로써, 초발수성 표면이 수분에 대하여 높은 접촉각을 보여 표면으로부터 튕겨내는 특성을 가지는데 반해, SLIPS 표면 기술은 높은 접촉각을 가지지는 않지만 종류를 가리지 않고 다양한 액적을 미끄러 내어 표면으로부터 제거한다는 점에서 차이점이 있다. 표면에 외부 액적이 접촉할 시 표면에 존재하는 윤활 성분이 외부 액적을 감싸며 바깥으로 밀어내는 원리로 특성이 구현되며, 윤활 성분 아래에는 복잡한 구조, 특히 무극성 용매에 대해 낮은 에너지를 가지는 초발수성, 친유성 구조를 가져 효과적으로 윤활 성분을 붙잡아주는 역할을 가지는 것이 유리하다. 이와 같은 SIPS 표면에 대한 연구는 학술적인 표면 과학 분야뿐만 아니라 건축 자재, 화장품, 섬유 처리, 전기전 자용 부품재료 등 다양한 산업분야에서도 주목을 끌고 있다.

대한민국 특허 등록 번호 10-1362511

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 표면 젖음(wetting) 현상이 감소된 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 액적이 표면에서 튕기지 않는 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 액적이 표면을 따라 깨끗이 흘러내리는 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

상기 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 SLIPS 오염 방지 구조체를 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체는 베이스 나노입자, 및 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM)을 포함하는 복합 입자들을 포함하고, 상기 복합 입자들이 응집된 오목부 및 볼록부를 포함하는 지지(support) 패턴, 및 상기 지지 패턴을 덮고, 윤활 물질을 포함하는 윤활 코팅막을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 나노입자는 친수성을 나타나내고, 상기 복합 입자는 소수성을 나타낼 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 나노입자는, SiO₂, TiO₂, ZnO, CaCO₃, Al₂O₃, ZrO₂ 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 나노입자는, 5~25 nm 의 크기를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 패턴의 수분 접촉각은, 150° 이상인 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 윤활 코팅막은, 상기 지지 패턴에 의하여 고정되는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 윤활 물질은, silicon oil 및 fluorinated oil 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 수분 접촉각은, 100° 이하인 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면의 표면으로부터 소정거리 이격된 상태에서, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면으로 제공된 액적(droplet)은, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면에 흡착되어, 표면을 따라 흘러내리는 것을 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법을 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법은 베이스 나노입자, 및 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 자기조립단분자막을 포함하는 복합 입자를 포함하는 소스 용액을 준비하는 단계, 상기 소스 용액을 기판 상에 제공하여, 상기 복합 입자들이 응집되어 형성되는 오목부 및 볼록부를 포함하는 지지 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 지지 패턴 상에 윤활 물질을 제공하여, 상기 지지 패턴을 덮는 윤활 코팅막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액을 준비하는 단계는, 상기 베이스 나노입자, 자기조립단분자막 형성물질, 및 제1 용매를 혼합하여 예비 소스 용액을 제조하는 단계, 상기 예비 소스 용액을 건조시켜, 상기 예비 소스 용액으로부터 상기 복합 입자를 추출하는 단계, 및 상기 복합 입자를 제2 용매와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 예비 소스 용액 제조단계에서, 상기 베이스 나노입자의 -OH기와 상기 자기조립단분자막 형성물질의 작용기가 반응하여, 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 상기 자기조립단분자막이 형성되는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 자기조립단분자막 형성물질은, silane계 물질, fatty acid계 물질, 및 thiol계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체는, 베이스 나노입자, 및 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM)을 포함하는 복합 입자들을 포함하고, 상기 복합 입자들이 응집된 오목부 및 볼록부를 포함하는 지지(support) 패턴, 및 상기 지지 패턴을 덮고, 윤활 물질을 포함하는 윤활 코팅막을 포함할 수 있다. 이에 따라, 표면에 제공된 액적이 튕기지 않고, 표면을 따라 미끄러져 흘러내리는 SLIPS 오염 방지 구조체가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법 중 소스 용액 준비 단계를 구체적으로 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 복합 입자를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 적용된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 비교 예 및 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 특성을 비교하는 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 지지 패턴의 접촉각에 따른 특성을 비교한 사진이다.
도 12는 본 발명의 비교 예 및 실시 예들에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체와 액적과의 접촉각을 나타내는 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시 예 1에 따른 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 지지 패턴의 접촉각에 따른 특성을 비교한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다.

여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

또한, 본 명세서에서 SLIPS(Slippery Liquid-Infused Porous Surface) 특성이란, SLIPS 특성을 나타내는 구조체 표면으로 떨어진 물방울들이, 표면에서 튕기지 않고 미끄러져 내려가는 특성을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법 중 소스 용액 준비 단계를 구체적으로 설명하는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 복합 입자를 나타내는 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 적용된 일 예를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 소스 용액이 준비될 수 있다(S100). 상기 소스 용액은 복합 입자(complex particle, 10)을 포함할 수 있다. 상기 복합 입자(10)는 베이스 나노입자(12), 및 상기 베이스 나노입자(12)를 둘러싸는 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM, 14)을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 소스 용액을 준비하는 단계(S100)는, 상기 베이스 나노입자(12), 자기조립단분자막 형성물질, 및 제1 용매를 혼합하여 예비 소스 용액을 제조하는 단계(S110), 상기 예비 소스 용액을 건조시켜, 상기 예비 소스 용액으로부터 상기 복합 입자(10)를 추출하는 단계(S120), 및 상기 복합 입자를 제2 용매와 혼합하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.

상기 예비 소스 용액 제조 단계(S110)에서, 상기 베이스 나노입자(12) 및 상기 자기조립단분자막 형성물질이 혼합되는 경우, 상기 베이스 나노입자(12)의 -OH기와 상기 자기조립단분자막 형성물질의 작용기가 반응할 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 나노입자(12)를 둘러싸는 상기 자기조립단분자막(14)이 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 베이스 나노입자(12) 및 상기 자기조립단분자막 형성물질이 반응하여 상기 복합 입자(10)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 예비 소스 용액은 상기 복합 입자(10)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 베이스 나노입자(12)는 친수성을 갖고, 상기 복합 입자(10)는 소수성을 가질 수 있다. 즉, 친수성을 갖는 상기 베이스 나노입자(12)의 표면을 개질시켜, 소수성으로 변경시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 베이스 나노입자(12)는 SiO₂, TiO₂, ZnO, CaCO₃, Al₂O₃, ZrO₂ 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스 나노입자(12)는 5~100nm의 크기, 바람직하게는 5~25nm의 크기를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 자기조립단분자막 형성물질은 silane계 물질, fatty acid계 물질, 및 thiol계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자기조립단분자막 형성물질은 트리메톡시오크라데실란(Trimethoxy(ocradecyl)silane), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 퍼플루오로데실트리클로로실란(perfluorodecyltrichlorosilane), 퍼플루오로데실트리에톡시실란(perfluorodecyltriethoxysilane), 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란(perfluorooctyltriethoxysilane) 등 F기가 13개 이상인 트리클로로실란(trichlorosilane)이나 트리에톡시실란(triethoxysilane), 탄소가 12개 이상인 지방산 계열로서 도데카노산(dodecanoic acid), 테트라데칸산(tetradecanoic acid), 헥사데칸산(hexadecanoic acid), 스테아르산(stearicacid), 옥타데칸산(octadecanoic acid)으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되는 것을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 용매는 상기 예비 소스 용액 제조 단계(S110)에서, 상기 베이스 나노입자(12)를 둘러싸는 상기 자기조립단분자막(14)이 용이하게 형성되도록 비극성 용매가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 용매는 톨루엔(toluene), 헥산(hexane), 펜탄(pentane), 에틸 알코올(ethyl alcohol) 등일 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 용매로서 극성 용매가 사용되는 경우, 자기조립단분자막 형성 물질, 예를 들어 퍼플루오로옥틸트리에톡시실란(perfluorooctyltriethoxysilane)끼리의 고분자 중합이 일어나기 때문에 상기 자기조립단분자막(14)이 용이하게 형성되지 않을 수 있다.

상기 예비 소스 용액을 건조시켜, 상기 예비 소스 용액으로부터 상기 복합 입자(10)를 추출하는 단계(S120)는, 상기 예비 소스 용액을 원심 분리 또는 침전 분리 방식을 통해 상기 제1 용매 일부와, 상기 베이스 나노입자(12)와 결합하지 않은 미반응 자기조립단분자막 형성물질을 제거하는 단계(S122), 및 S122 단계를 거친 상기 예비 소스 용액을 건조하는 단계(S124)를 포함할 수 있다.

상기 S122 단계에서는 과량으로 함유된 상기 제1 용매의 일부를 1차적으로 제거하고, 상기 소스 용액에서 불순물로 작용하는 미반응 자기조립단분자막 형성물질을 제거하는 역할을 할 수 있다.

상기 S124 단계는 잔량의 상기 제1 용매를 제거하고 상기 베이스 나노입자(12)들 간의 응집을 유도하는 역할을 하는 것으로서, 상온(예를 들어, 15~25℃)에서 이루어지는 것이 바람직한데, S124단계가 고온에서 건조가 이루어지게 되면 상기 복합 입자(10) 크기의 균일성을 확보하기 어렵고, SLIPS 특성 저하의 원인이 될 수 있다.

일 변형 예에 따르면, 상기 베이스 나노입자(12), 상기 자기조립단분자막 형성물질, 및 비극성 용매를 1차 교반한 혼합 용액에, 극성 용매가 첨가되어 2차 교반될 수 있다. 이에 따라, 상기 자기조립단분자막이 과도한 두께로 상기 베이스 나노입자(12)의 표면에 형성되는 것이 방지되는 동시에, 미반응된 상기 자기조립단분자막 형성물질이 응집되어, 상기 S122단계에서 미반응된 상기 자기조립단분자막 형성물질이 용이하게 제거될 수 있다.

일 실시 예에 따른면, 상기 제2 용매는 휘발성이 높은 친환경 극성 용매일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 용매는 에틸 알코올(ethyl alcohol)일 수 있다. 이에 따라, 상기 S130 단계에서는 상기 S120 단계를 통하여 추출된 상기 복합 입자(10)가 에틸 알코올과 혼합되어 상기 소스 용액이 제조될 수 있다.

다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 소스 용액이 기판(100) 상에 제공되어, 지지 패턴(200)이 형성될 수 있다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 지지 패턴(200)은 오목부(200a) 및 볼록부(200b)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 지지 패턴(200)은 상기 복합 입자(10)들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 기판(100) 상에 상기 소스 용액이 제공되는 경우, 상기 복합 입자(10)들이 상기 기판(100) 상에 적층되고, 적층된 상기 복합 입자(10)들은 서로 응집되어 상기 오목부(200a) 및 볼록부(200b)를 형성할 수 있다. 다시 말해, 상기 기판(100) 상에 상기 소스 용액이 제공되어, 거칠기를 갖는 구조체가 형성될 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 지지 패턴(200) 상에 윤활 물질이 제공되어, 상기 지지 패턴(200)을 덮는 윤활 코팅막(300)이 형성될 수 있다(S300). 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 윤활 물질은 silicon oil 및 fluorinated oil 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 윤활 물질은 flow coating, spray coating 등의 방법으로 제공될 수 있다. 상기 윤활 코팅막(300)은 상기 지지 패턴(200)에 의하여 상기 기판(100) 상에 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체는 상기 기판(100) 상에 상기 지지 패턴(200) 및 상기 윤활 코팅막(300)이 함께 배치된 구조를 가질 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면 상에 액적(WD)이 제공되는 경우, 액적(WD)은 상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면에 흡착된 후, 표면을 따라 흘러내릴 수 있다. 구체적으로, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면 상에 제공된 액적(WD)은, 상기 지지 패턴(200)의 거칠기에 의하여 표면 상에 흡착되고, 흡착된 액적(WD)은, 상기 윤활 코팅막(300)에 의하여 표면에서 미끄러져, 흘러내릴 수 있다. 예를 들어, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체로부터 20cm의 높이에서 2.5ml/s로 지속적으로 유입되는 액적(WD)은, 5초 이내에 상기 SLIPS 오염 방지 구조체에서 모두 미끄러져 흘러내릴 수 있다. 또한, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체로부터 20cm의 높이에서 2.5ml/s로 지속적으로 유입되는 액적(WD)은, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면의 법선 방향으로 1cm 이상 튕기지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 윤활 코팅막(300)에 의하여 액적(WD)이 흘러내리는 경우, 상기 윤활 코팅막(300) 또한 액적(WD)과 함께 흘러내릴 수 있다. 이에 따라, 액적(WD)이 지속적으로 제공되는 경우, 윤활 코팅막(300)이 제거되어, SLIPS 특성이 나타나지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체로부터 20cm의 높이에서 2.5ml/s로 지속적으로 액적(WD)이 유입되는 경우, 상기 윤활 코팅막(300)이 제거되어 SLIPS 특성이 제거되는데 걸리는 시간은 10분 이상일 수 있다. 상기 윤활 코팅막(300)이 제거된 경우, 상기 지지 패턴(200) 상에 상기 윤활 물질을 다시 제공하는 방법으로 상기 윤활 코팅막(300)을 재생시킬 수 있다. 또한, 상기 윤활 코팅막(300)을 재생시키기 위해 제공되는 상기 윤활 물질은, 상기 윤활 코팅막(300)이 처음 생성되는 과정에서 사용되는 상기 윤활 물질과 동일할 수 있다. 이와 달리, 상기 윤활 코팅막(300)이 처음 생성되는 과정에서 사용되는 상기 윤활 물질과, 상기 윤활 코팅막(300)을 재생시키는 과정에서 사용되는 상기 윤활 물질이 다른 경우, 상기 윤활 코팅막(300)이 분리되는 문제가 발생될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지 패턴(200)의 수분 접촉각(contact angle)에 따라, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면으로 제공되는 액적(WD)의 접촉 면적이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 지지 패턴(200)의 수분 접촉각이 증가하는 경우 액적(WD)의 접촉 면적이 좁아지고, 상기 지지 패턴(200)의 수분 접촉각이 감소하는 경우 액적(WD)의 접촉 면적이 넓어질 수 있다.

이에 따라, 상기 지지 패턴(200)의 수분 접촉각을 제어하여, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 구조체의 특성 유지력을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 지지 패턴(200)의 수분 접촉각이 150° 이상인 경우, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 구조체에 제공되는 액적(WD)의 접촉 면접이 좁아져, 액적(WD)과 함께 제거되는 상기 윤활 코팅막(300)의 양이 감소될 수 있다. 결과적으로, 상기 윤활 코팅막(300)의 소모량이 감소됨에 따라, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 구조체의 SLIPS 특성 유지력이 향상될 수 있다. 이와 달리, 상기 지지 패턴(200)의 수분 접촉각이 150° 미만인 경우, 상기 윤활 코팅막(300)의 소모량이 증가하여, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 SLIPS 특성 유지력이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 윤활 코팅막(300)의 수분 접촉각에 따라, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면으로 제공되는 액적(WD)의 반발력이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 윤활 코팅막(300)의 수분 접촉각이 110°이하인 경우, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면에 제공된 액적(WD)의 반발력이 감소되어, 표면에서 튕기지 않고 흘러낼 수 있다. 반면, 상기 윤활 코팅막(300)의 수분 접촉각이 110°초과인 경우, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면에 제공된 액적(WD)의 반발력이 증가되어, 표면에서 튕길 수 있다. 이 경우, SLIPS 특성이 나타나지 않는 문제점이 발생될 수 있다.

상술된 바와 같이, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체는, 표면으로 제공된 액적(WD)이 튕기지 않고, 표면을 따라 흘러내리는 SLIPS 특성을 나타냄에 따라, 실생활의 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 화장실의 변기(예를 들어, 소변기)에 적용되는 경우, 액적(WD)의 튕김이 방지되어, 소변기 주변의 청결함을 유지할 수 있는 장점이 있다.

일 실시 예에 따르면, 세라믹 계 기판으로 이루어진 화장실 변기의 경우, 표면 거칠기를 증가시킨 이후, 상기 소스 용액 제공 및 윤활 코팅막 형성이 수행될 수 있다. 즉, 화장실 변기의 표면 거칠기 특성을 향상시킨 상태에서 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법이 수행될 수 있다. 이에 따라, 화장실 변기의 SLIPS 특성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상술된 화장실 변기는 sand paper abrasion, sand blasting, chemical etching을 포함한 가공 공정을 통하여 표면 거칠기가 증가될 수 있다. 또한, 상술된 화장실 변기의 표면에 나노 입자 코팅을 통해 거칠기를 더욱 증가시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 화장실 변기에 SLIPS 특성이 부여된 경우, 지속적인 사용에 따른 윤활 코팅막의 재생을 위하여, flow coating 방식이 사용될 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체, 및 그 제조방법이 설명되었다. 이하, 상기 지지 패턴이 포함하는 오목부 및 볼록부를 형성하는 다양한 방법들이, 본 발명의 제1 내지 제5 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법을 통하여 설명된다.

본 발명의 제1 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법과 같을 수 있다. 다만, 상기 제1 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법은, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법과 비교하여 상기 소스 용액이 포함하는 물질이 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 변형 예에 따른 SLIPS 구조체의 제조 방법 중 상기 소스 용액은, 상기 복합 입자(10), 제3 용매, 및 제4 용매를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 용매 및 제4 용매는 증기 장력이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 용매는 상기 제4 용매와 비교하여 증기 장력이 작을 수 있다. 또한, 상기 제3 용매 및 상기 제4 용매는 서로 혼합되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 용매는, a-terpineol, cyclohexanol, 또는 1-dodecanol 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제4 용매는, 증류수일 수 있다.

이에 따라, 상기 소스 용액이 상기 기판 상에 제공되어 상기 지지 패턴이 형성되는 경우, 상기 소스 용액 중 상기 제4 용매의 비율이 높은 영역은 오목부로 형성되고, 상기 제3 용매의 비율이 높은 영역은 볼록부로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 소스 용액이 상기 기판 상에 제공되는 경우, 상기 제3 용매 및 상기 제4 용매가 서로 혼합되지 않음에 따라, 상기 기판 상에 제공된 상기 소스 용액은 상기 제3 용매의 비율이 높은 영역과 상기 제4 용매의 비율이 높은 영역으로 구분될 수 있다. 이 경우, 상기 제4 용매는 상기 제3 용매와 비교하여 증기 장력이 높음에 따라, 상기 제4 용매가 상기 제3 용매보다 먼저 증발될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 상에 제공된 상기 소스 용액 중, 상기 제4 용매의 비율이 높은 영역은 오목부로 형성되고, 상기 제3 용매의 비율이 높은 영역은 볼록부로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법은 상기 소스 용액을 준비하는 단계에서, 증기 장력이 서로 다른 제3 용매 및 제4 용매를 포함하는 상기 소스 용액을 준비함에 따라, 오목부 및 볼록부를 포함하는 상기 지지 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 제2 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법과 같을 수 있다. 다만, 상기 제2 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계가, 상기 기판 상에 제1 속도로 상기 소스 용액을 제공하는 단계, 및 상기 기판 상에 제2 속도로 상기 소스 용액을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 속도는 상기 제2 속도보다 느릴 수 있다. 즉, 상기 제2 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 지지 패턴은, 상기 기판 상에 상대적으로 느린 속도로 상기 소스 용액을 분사한 후, 상대적으로 빠른 속도로 상기 소스 용액을 한번 더 분사하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지 패턴의 오목부 및 볼록부가 용이하게 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 기판 상에 상기 제1 속도로 상기 소스 용액이 제공되는 경우, 상부면이 평평(flat)한 베이스 막이 형성되고, 상기 제2 속도로 상기 소스 용액이 제공되는 경우, 오목부 및 볼록부를 포함하는 상기 지지 패턴이 형성될 수 있다.

즉, 상기 제2 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은 상기 지지 패턴을 형성하는 단계에서, 속도를 달리하여 상기 소스 용액을 두 번 분사함에 따라, 오목부 및 볼록부를 포함하는 상기 지지 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 제3 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법과 같을 수 있다. 다만, 상기 제3 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 기판 상에 상기 소스 용액이 제공되는 동안, 상기 기판이 열처리될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지 패턴의 오목부 및 볼록부가 용이하게 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 소스 용액이 제공되는 동안 상기 기판이 열처리되는 경우, 상기 소스 용액이 포함하는 용매가 증발되는 속도가 증가될 수 있다. 다만, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법에서 설명된 바와 같이, 상기 용매 내에 상기 복합 입자가 비균일적으로 분산되어 있음에 따라, 빠른 증발 속도로 인하여 오목부 및 볼록부가 형성될 수 있다.

즉, 상기 제3 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법은 상기 지지 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 소스 용액이 제공되는 동안 상기 기판을 열처리함에 따라, 오목부 및 볼록부를 포함하는 상기 지지 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 제4 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법과 같을 수 있다. 다만, 상기 제4 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 상기 지지 패턴을 형성하는 단계가, 상대적으로 낮은 제1 온도에서 상기 기판 상에 상기 소스 용액을 제공하는 단계, 및 상대적으로 높은 제2 온도에서 상기 기판 상에 상기 소스 용액을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 지지 패턴의 오목부 및 볼록부가 용이하게 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 온도로 냉각된 상기 기판 상에 상기 소스 용액을 제공하는 경우, 용매의 증발 속도가 저하됨에 따라 상부면이 평평(flat)한 베이스 막이 형성될 수 있다. 이 상태에서 상대적으로 높은 제2 온도에서 상기 기판 상에 상기 소스 용액을 제공하는 경우, 용매의 증발 속도가 증가함에 따라, 상기 베이스 막 상에 오목부 및 볼록부가 형성될 수 있다.

즉, 상기 제4 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법은 상기 지지 패턴을 형성하는 단계에서, 상대적으로 낮은 온도에서 상기 기판 상에 상기 소스 용액을 제공한 후, 상대적으로 높은 온도에서 상기 기판 상에 상기 소스 용액을 다시 제공함에 따라, 오목부 및 볼록부를 포함하는 상기 지지 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 제5 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법과 같을 수 있다. 다만, 상기 제5 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조 방법은, 상기 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법과 비교하여 상기 소스 용액이 포함하는 물질이 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제5 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법 중 상기 소스 용액은, 제1 복합 입자, 제2 복합 입자, 제3 복합 입자, 및 용매를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 복합 입자 내지 상기 제3 복합 입자는 서로 다른 극성으로 대전될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 복합 입자는 (+)로 대전되고, 상기 제2 복합 입자는 (-)로 대전될 수 있다. 반면, 상기 제3 복합 입자는 중성일 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 용액이 상기 기판 상에 제공되어 상기 지지 패턴이 형성되는 경우, 상기 제1 및 제2 복합 입자가 서로 결합되어 오목부 및 볼록부가 용이하게 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 소스 용액 내에서 상기 제1 및 제2 복합 입자가 서로 결합됨에 따라, 상기 소스 용액 내에는 서로 다른 크기를 갖는 복합 입자의 응집체들이 불규칙적으로 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 용액의 용매가 증발되는 과정에서 오목부 및 볼록부가 형성될 수 있다.

즉, 상기 제5 변형 예에 따른 SLIPS 구조체의 제조방법은 상기 소스 용액을 준비하는 단계에서, 서로 다른 극성으로 대전된 상기 제1 내지 제3 복합 입자를 포함하는 상기 소스 용액을 준비함에 따라, 오목부 및 볼록부를 포함하는 상기 지지 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다.

실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체 제조

1~15 nm 크기의 SiO₂ 나노입자, Trimethoxy(ocradecyl)silane, 및 Ethyl alcohol anhydrous(99.5%)를 혼합 후 건조하여, SiO₂ 나노입자에 자기조립단분자막(SAM)이 형성된 복합 입자를 추출하였다. 추출된 복합 입자를 Ethyl alcohol에 넣고 교반시켜 소스 용액을 제조하고, 제조된 소스 용액을 기판 상에 제공하여, 지지 패턴을 형성하였다. 이후, 지지 패턴 상에 silicon oil을 스핀 코팅하여, 윤활 코팅막을 형성하였다. 이에 따라, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 제조되었다.

실시 예 2에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체 제조

1~15 nm 크기의 SiO₂ 나노입자, Trimethoxy(ocradecyl)silane, 및 Ethyl alcohol anhydrous(99.5%)를 혼합 후 건조하여, SiO₂ 나노입자에 자기조립단분자막(SAM)이 형성된 복합 입자를 추출하였다. 추출된 복합 입자를 Ethyl alcohol에 넣고 교반시켜 소스 용액을 제조하고, 제조된 소스 용액을 기판 상에 제공하여, 지지 패턴을 형성된 상기 실시 예 2에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 제조되었다.

비교 예에 따른 구조체 준비

유리(glass) 기판이 준비된다.

상기 실시 예 1, 실시 예 2, 및 비교 예에 따른 구조체가 아래 <표 1>을 통하여 정리된다.

구분	구조
실시 예 1	기판 + 지지 패턴 + 윤활 코팅막
실시 예 2	기판 + 지지 패턴
비교 예	유리 기판

도 8 내지 도 10은 본 발명의 비교 예 및 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 특성을 비교하는 사진이다.

도 8을 참조하면, 상기 비교 예에 따른 유리 기판 상에 H₂O 기반의 실험 유체를 제공한 후 일정 시간이 경과한 후를 촬영하였고, 도 9를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 구조체 상에 H₂O 기반의 실험 유체를 제공한 후 일정 시간이 과한 후를 촬영하였다.

도 8 및 도 9에서 확인할 수 있듯이, 비교 예에 따른 유리 기판의 경우 기판의 친수성으로 인하여, 기판 상에 유체의 액적이 잔존하는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 도 9에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 경우, 액적이 잔존되지 않고, 표면을 따라 깨끗하게 흘러 내리는 것을 확인할 수 있었다.

도 10의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체 및 비교 예에 따른 유리 기판 각각에 20cm의 높이에서 2.5ml/s 기준으로 물을 제공한 후, 각각의 표면을 촬영하여 도시하였다. 도 10의 (a)에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 경우, 물이 표면에서 튕기지 않고, 표면을 따라 흘러내려가는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 도 10의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 비교 예에 따른 유리 기판의 경우, 물이 표면에서 튕기는 것을 확인할 수 있었다.

도 8 내지 도 10을 통하여, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체는, 물이 표면에서 튀지 않고 미끄러져 흘러 내리는 SLIPS 특성을 갖는 것을 알 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 지지 패턴의 접촉각에 따른 특성을 비교한 사진이다.

도 11의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 지지 패턴의 접촉각(contact angle)이 153°, 90°, 및 15°인 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체 3개를 준비한 후, 각각의 SLIPS 오염 방지 구조체 상에 20cm의 높이에서 2.5ml/s 기준으로 지속적으로 물을 유입시켜, 물과 SLIPS 오염 방지 구조체의 접촉 면적을 비교하여 촬영하였다.

도 11의 (a) 내지 (c)에서 확인할 수 있듯이, 153°의 접촉각을 갖는 지지 패턴을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 경우, 물과 접촉되는 면적이 좁지만, 접촉각이 90°, 및 15°로 점점 좁아짐에 따라, 물과 접촉되는 면적이 현저히 증가되는 것을 확인할 수 있었다. SLIPS 오염 방지 구조체와 물이 접촉되는 면적이 증가하는 경우, 윤활 코팅막의 제거량이 증가하여, SLIPS 특성의 유지력이 저하될 수 있다. 이에 따라, 도 10을 통하여, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체를 제조하는 경우, 지지 패턴의 접촉각을 150° 이상으로 형성해야되는 것을 알 수 있다.

도 12는 본 발명의 비교 예 및 실시 예들에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체와 액적과의 접촉각을 나타내는 사진이다.

도 12의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 비교 예에 따른 유리 기판의 액적과의 접촉각을 도 12의 (a)에 도시하였고, 상기 실시 예 2에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 액적과의 접촉각을 도 12의 (b)에 도시하였고, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 액적과의 접촉각을 도 12의 (c)에 도시하였다.

도 12의 (a) 내지 (c)에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교 예에 따른 유리 기판의 액적과의 접촉각은 25.04°를 나타내고, 상기 실시 예 2에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 액적과의 접촉각은 156.37°를 나타내고, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체의 액적과의 접촉각은 94.78°를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

도 13은 본 발명의 실시 예 1에 따른 따른 SLIPS 오염 방지 구조체가 포함하는 지지 패턴의 접촉각에 따른 특성을 비교한 그래프이다.

도 13을 참조하면, 지지 패턴의 접촉각(contact angle)이 153°, 및 15°인 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체 2개를 준비한 후, 각각의 SLIPS 오염 방지 구조체 상에 20cm의 높이에서 2.5ml/s 기준으로 지속적으로 물을 유입시켜, SLIPS 특성이 제거되는데 까지 소요되는 시간을 측정하였다. 도 13에서 확인할 수 있듯이, 153°의 접촉각을 갖는 지지 패턴을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 경우 SLIPS 특성이 제거되기까지 921초의 시간이 소요되지만, 15°의 접촉각을 갖는 지지 패턴을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 경우 SLIPS 특성이 제거되기까지 3초의 시간이 소요되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 상기 실시 예 1에 따른 SLIPS 오염 방지 구조체를 제조하는 경우, SLIPS 특성의 유지를 위하여 지지 패턴의 접촉각을 150° 이상으로 형성해야되는 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10: 복합 입자
12: 베이스 나노입자
14: 자기조립단분자막
100: 기판
200: 지지 패턴
300: 윤활 코팅막

Claims

베이스 나노입자, 및 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM)을 포함하는 복합 입자들을 포함하고, 상기 복합 입자들이 응집된 오목부 및 볼록부를 포함하는 지지(support) 패턴; 및
상기 지지 패턴을 덮고, 윤활 물질을 포함하는 윤활 코팅막을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 베이스 나노입자는 친수성을 나타나내고, 상기 복합 입자는 소수성을 나타내는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 베이스 나노입자는, SiO₂, TiO₂, ZnO, CaCO₃, Al₂O₃, ZrO₂ 중 적어도 어느 하나를 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 베이스 나노입자는, 5~25 nm 의 크기를 갖는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 지지 패턴의 수분 접촉각은, 150° 이상인 것을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 윤활 코팅막은, 상기 지지 패턴에 의하여 고정되는 것을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 윤활 물질은, silicon oil 및 fluorinated oil 중 적어도 어느 하나를 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 수분 접촉각은, 100° 이하인 것을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
제8 항에 있어서,
상기 SLIPS 오염 방지 구조체 표면의 표면으로부터 소정거리 이격된 상태에서, 상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면으로 제공된 액적(droplet)은,
상기 SLIPS 오염 방지 구조체의 표면에 흡착되어, 표면을 따라 흘러내리는 것을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체.
베이스 나노입자, 및 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 자기조립단분자막을 포함하는 복합 입자를 포함하는 소스 용액을 준비하는 단계;
상기 소스 용액을 기판 상에 제공하여, 상기 복합 입자들이 응집되어 형성되는 오목부 및 볼록부를 포함하는 지지 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 지지 패턴 상에 윤활 물질을 제공하여, 상기 지지 패턴을 덮는 윤활 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법.
제10 항에 있어서,
상기 소스 용액을 준비하는 단계는,
상기 베이스 나노입자, 자기조립단분자막 형성물질, 및 제1 용매를 혼합하여 예비 소스 용액을 제조하는 단계;
상기 예비 소스 용액을 건조시켜, 상기 예비 소스 용액으로부터 상기 복합 입자를 추출하는 단계; 및
상기 복합 입자를 제2 용매와 혼합하는 단계를 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법.
제11 항에 있어서,
상기 예비 소스 용액 제조단계에서,
상기 베이스 나노입자의 -OH기와 상기 자기조립단분자막 형성물질의 작용기가 반응하여, 상기 베이스 나노입자를 둘러싸는 상기 자기조립단분자막이 형성되는 것을 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법.
제11 항에 있어서,
상기 자기조립단분자막 형성물질은, silane계 물질, fatty acid계 물질, 및 thiol계 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 SLIPS 오염 방지 구조체의 제조방법.