연꽃잎, 벼 등 식물의 잎이나 나비 같은 곤충 날개는 항상 깨끗한 상태를 유지한다. '자기세정' 능력을 가졌기 때문이다. 이를 연꽃잎 효과라고도 부른다.
■연꽃잎 효과의 비밀은 돌기
연꽃잎 효과의 비밀은 1975년 독일 본 대학교 식물학자인 빌헬름 바스롯 교수가 처음 밝혀냈다. 바스롯 교수는 고배율의 현미경으로 연꽃잎을 관찰한 결과, 표면에 마이크로미터(㎛·100만 분의 1m) 크기의 돌기들이 형성돼 있다는 것을 발견했다.
연꽃잎은 이 같은 표면구조로 인해 물방울이 붙지 않고 굴러 떨어졌다. 이로 인해 연꽃잎은 오염물질이 자동으로 씻겨 내려가는 자기정화 능력을 지니게 된다.
■실생활에 적용되는 연꽃잎 효과
연꽃잎 효과를 실생활에 응용한 제품들도 속속 등장하고 있다.
미국의 나노 텍스(Nano-Tex)사는 전기방사라는 기술로 나노굵기의 소수성 섬유(Nano Fiber)를 만들었다. 이 섬유는 때묻지 않는 의류로 진화했다. Nano-Tex사는 이 옷으로 2002년 타임지가 선정한 올해의 발명상을 수상했다.
독일의 STO사는 연꽃잎 효과를 이용해 더러워지는 것을 방지하는 페인트를 내놨다.독일의 STO사는 연꽃잎 효과를 이용해 더러워지는 것을 방지하는 페인트를 내놨다. 이는 페인트를 구성하는 분말에 ㎛크기와 ㎚ 크기의 안료를 함께 섞어 만든 것. 따라서 이 페인트를 칠하면 마치 연꽃잎 표면과 같은 구조가 생겼다.
STO사측은 "이 페인트를 사용해 벽에 칠하게 되면 비가 올 때마다 표면의 먼지와 오염물이 씻겨나가 항상 새로 페인트칠을 한 것처럼 깨끗하게 유지할 수 있다"고 말했다.
■국내 연구도 활발하게 진행
포항공과대학교 화학공학과 조길원 교수 연구팀은 최근 빛, 열 등의 외부자극을 이용하여 소재의 표면 특성을 자유자재로 조절할 수 있는 표면을 구현했다.
이 연구는 지난 2006년 10월 세계적인 화학저널인 미국화학회지에 게재됐다. 또 영국왕립화학회의 화학 소식지인 '케미스트리월드(Chemistry World)' 온라인판에도 주목받는 연구기술로 소개됐다.
조 교수는 "초발수 자기정화 표면은 내오염성이 우수한 건축 외장재, 화학 및 바이오 센서 등의 마이크로 소자와 액정표시장치(LCD), 플라스마디스플레이패널(PDP) 등 차세대 대형 디스플레이의 표면 코팅뿐 아니라 일상생활에 이르기까지 응용범위가 매우 넓을 것으로 기대된다"고 말했다.
한국기계연구원(이하 기계연구원)에선 플라스마 처리를 통한 대면적 투명 초발수 필름 제조기술 등을 연구하고 있다. 기계연구원 부설 재료연구소 나종주 박사 연구팀은 플라스마를 응용해 연꽃잎과 같이 표면이 오염되지 않는 투명한 폴리머 필름을 개발했다. 연구팀은 이 기술을 2007년 11월 국내에 특허 등록했다. 플라스마는 제4의 물질상태로서 기체 상태에서 입자들이 이온과 전자 상태로 전하를 띠고 있는 상태를 말한다.
/talk@fnnews.com 조성진기자
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