물과 기름 완벽하게 차단하는 실리콘 못

물이나 기름을 완벽하게 차단하면서도 필요할 경우 이들 액체를 통과시키는 소재가 존재한다면? 별 효용성이 없는 것처럼 느껴질 수도 있지만 이 같은 방수소재는 완벽한 방수뿐만 아니라 랩 온어 칩(lab on a chip) 등의 소재로도 매우 유용하다.

[서울경제 파퓰러사이언스] 물이나 기름을 완벽하게 차단하면서도 필요할 경우 이들 액체를 통과시키는 소재가 존재한다면? 별 효용성이 없는 것처럼 느껴질 수도 있지만 이 같은 방수소재는 완벽한 방수뿐만 아니라 랩 온어 칩(lab on a chip) 등의 소재로도 매우 유용하다. 이 같은 방수소재를 개발한 주인공은 미국 위스콘신 매디슨 대학의 연구팀. 이 연구팀은 폭이 400㎛ 정도 되는 실리콘 못을 빈틈없이 배열해 물이나 기름 등의 액체를 완벽히 차단하는 방수소재를 개발했으며, 표면은 못이 튀어 나온 모습이 아니라 매끈하다. 그동안 방수소재는 코팅하는 것처럼 표면의 화학적 성분을 바꾸는 방식을 사용해 왔다. 하지만 이 같은 방식으로 소재를 만들면 상당한 시간이 소요되며, 하나의 코팅으로 한 종류의 액체만을 차단하는 성능 밖에 발휘하지 못한다. 특히 기름 종류의 액체를 차단하는 것은 거의 불가능했다. 하지만 실리콘 못을 이용한 이 방수소재로 표면처리를 하면 극도의 방수성으로 인해 액체가 표면에 물방울처럼 맺혀있게 되며, 물·기름·솔벤트·세제 등 다양한 종류의 액체를 모두 차단할 수 있다. 특히 이 방수소재의 강점은 차단했던 액체를 다시 흘려보내는 것도 가능하다는 것. 실제 실리콘 못으로 차단된 방수소재 표면에 전기를 흘려주면, 실리콘 못의 간격이 벌어져 실리콘 못 사이로 액체가 흘러내린다. 이처럼 원하는 대로 방수에서 투과로 성질이 바뀌는 이 방수소재는 작은 칩 위에서 각종 화학실험을 수행하는 랩 온어 칩의 소재로 활용하기에 매우 적합하다. 또한 헬리콥터의 로터 블레이드에 발생하는 결빙현상을 막는 소재로도 활용할 수 있다. 헬리콥터의 경우 일정 수준 이상으로 상승 고도를 높일 경우 로터 블레이드에 얼음 덩어리가 달라붙는 결빙현상이 발생한다. 이로 인해 비행고도가 제한되는 것은 물론이다. 하지만 실리콘 못을 이용한 방수소재로 표면처리를 하면 엔진 출력이 지원하는 만큼의 고도 상승이 가능하게 된다.