고려대학교는 기계공학부 최원준 교수 연구팀이 미국 노스웨스턴대학교 연구진과 공동 연구를 진행해, 다기능 탄소 나노필름을 짧은 시간 안에 찍어내듯 제작하는 스탬핑 공정을 개발했다고 30일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 해당 필름은 발수 코팅·에너지 수확·습도 감지 기능을 한 장으로 구현할 수 있어 차세대 기능성 소재로 주목받고 있다.
기존 박막 형태의 소자는 얇은 전자회로나 방열 소재, 기능성 코팅 등 다양한 분야에서 활용되지만, 여러 단계의 복잡한 공정과 정밀한 조건 제어가 필요해 제작 부담이 컸다. 특히 환원 그래핀(rGO)과 테플론(PTFE)은 각각 제조 조건이 달라 하나의 공정으로 결합하기 어려웠다.
연구팀은 이를 보완하고자 테플론이 포함된 탄소 종이에 전기를 짧은 시간 흘려 순간적으로 가열하는 '전기 발열 스탬핑 공정(EATS·Electrically Assisted Thermal Stamping)'을 개발했다.
해당 공정은 별도의 복잡한 전처리나 후속 공정 없이, 필요한 위치에 필름을 직접 전사하듯 형성할 수 있는 것이 특징이다. 이는 가열 과정에서 탄소층이 자연스럽게 분리되며, 공정 조건에 따라 환원 그래핀과 테플론을 단일 필름 및 복합 나노필름으로 기판 위에 얇게 형성할 수 있다.
아울러 제작된 나노필름은 조성에 따라 발수성을 조절할 수 있었으며, 44.3도에서 최대 109.8도까지 구현된 물방울 접촉각을 통해 다양한 수준의 발수 코팅 적용이 가능함을 확인했다.
한편 해당 연구는 국방과학연구소·한국연구재단·한국산업기술평가관리원과 미국 국립과학재단 및 노스웨스턴대 나노·정보기술 연구기관의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 재료과학 분야의 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 온라인에 지난 8일 게재됐다.
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