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곽문규 교수 연구팀, 생이가래를 모사한 미세구조 기반의 기능성 표면 개발

  • 2022-09-14 15:16
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공과대학 기계공학부 곽문규 교수 연구팀이 생이가래(Salvinia molesta)를 모사한 미세구조 기반의 기능성 표면을 개발하였다.

곽문규 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 생이가래의 독특한 구조를 제작할 수 있는 대면적 몰딩 기법 기반의 마이크로 계층구조 제작 기법을 개발하여 기존 기술의 한계로 지적되던 생산성의 한계를 극복하였다.
이 생산 기술로 제작된 생이가래 모사 인공표면은 약 175°의 접촉각과 단일섬모 당 약 20 μN의 Meniscus pulling force를 보여 생이가래의 표면과 유사한 특성이 확인되었다. 해당 인공표면은 또한 약 137 um 의 effective slip length를 가지며, 약 80%의 수면 마찰저항 감소 효과를 보여 에너지 저감 분야에 적용될 수 있으리라 예상된다.

이 논문의 제 1저자인 김민수 박사(기계연구소)는 계층구조의 물리적 안정성의 임계값을 활용한 3D구조의 대면적 제작에 대한 기술개발과 제작된 표면을 활용한 수중 마찰저감 소재의 개발에 주도적인 역할을 하였다.

곽문규 교수는 “그간 저희 랩에서 개발되어온 다양한 생태모방 기능성 소재의 새로운 시리즈로서 독특한 생이가래 표면의 특성 구현은 물론 소재의 대면적화가 가능하도록 생산성이 개선된 기술로 다양한 분야에서의 활용이 예상된다.” 라고 밝혔다.

연구 결과는 저명 국제학술지인 Nature Communications에 9월 2일자 온라인 논문으로 출간되었다.

이번 연구는 한국환경산업기술원의 Bridge Program과 한국연구재단 기초연구실 및 중견연구자지원사업의 지원을 통해 수행되었다.

<좌:김민수 박사, 중: 생이가래 연구 대표도, 우: 곽문규 교수>