오염·김 서림 동시에 잡는 코팅기술…자율주행차 센서 접목된다

초소수성 김 서림 방지코팅 기술 모식도.[포스텍 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 자율주행차의 핵심인 사물인식센서 ‘라이다’의 오염과 김 서림을 방지할 수 있는 코팅기술을 개발했다.

포항공과대학교(포스텍) 화학공학과 이효민 교수 연구팀은 나노 구조체 위에 마이크로 구조체를 구현함으로써 김 서림과 반사 방지 그리고 자가 세정이 동시에 가능한 새로운 표면코팅기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구성과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’의 내부 표지로 선정됐다.

일상생활에서 접할 수 있는 투명 디스플레이부터 미래 기술이 집약된 디지털 렌즈에 이르기까지 광학용 투명 기판이 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 기판들은 어떠한 환경에도 우수한 광학적 성질을 유지해야 하는데 김 서림 현상이나 잦은 접촉으로 인해 표면이 쉽게 오염될 수 있다.

이런 문제들을 해결하기 위해 김 서림 방지와 자가 세정 코팅 기술이 연구되고 있다. 하지만 두 가지 기능은 각각 서로 상반되는 표면 젖음 성질을 요구하기 때문에 이를 하나의 표면에 동시에 구현하는 데는 큰 걸림돌이 있었다.

연구팀은 물을 좋아하는 고분자-실리카 나노 복합체에 주목했다. 나노 복합체의 경우, 공기 중의 물 분자들이 모세관 응축 현상에 의해 모여들기 때문에 김 서림 환경에서도 투명한 채로 남아있다. 반면, 낮은 표면 에너지의 마이크로 구조체는 표면에 흡착되는 여러 오염 물질들을 외부 물방울에 의해 손쉽게 제거할 수 있도록 한다.

연구팀은 이러한 나노 구조체 위에 마이크로 구조체를 전사한 새로운 구조를 통해 김 서림 방지와 자가 세정이 동시에 되는 습식기반 초소수성 김 서림 방지 코팅을 제안했다.

그 결과 기저 나노 복합체를 통해 물 분자를 흡수하고, 불소계 고분자 패터닝을 통해 물방울을 반발함으로써 두 가지 상반된 기능이 동시에 가능한 것으로 확인됐다.

이효민 교수는 “이번 연구는 김 서림 방지 코팅을 제조하는 새로운 방법을 제시한 것”이라며 “이 코팅 기술은 자율주행 자동차나 로봇 등 어떠한 환경에도 우수한 광학적 성질을 유지해야 하는 고부가가치 센서에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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