소수성을 띄는 구조와 원리

소수성을 띄는 나노구조는 여러가지가 있다. 모기의 눈, 나방의 날개, 연꽃의 잎 등 많은 종류가 있고, 이러한 구조들은 서로 약간씩 다른 특징과 구조를 가지고 있다.

이 중 가장 대표적인 예를 꼽으라면 연꽃잎을 고를 수 있을것이다. 

연꽃잎은 소수성으로 인해 물이 흘러 떨어지고 동시에 먼지같은 이물질도 닦여진다 (Self cleaning). 

연꽃잎의 표면을 자세히 들여다 보면 돌기/털의 2중 나노구조로 되어있음을 확인할 수 있다.

연꽃잎의 표면에 많은 돌기들이 솟아있고, 그 돌기들에는 얇은 털들이 많이 나있다. 그리고 그 털들에는 wax같은 물질들이 발라져있다.

애초에 wax처럼 물과 친화도가 적은 물질이 발라져 있는데다가 2중으로 된 나노구조때문에 물이 표면에 흡착되지 못하고 구의 형태를 띄며 붕 떠있는 형상이 된다. 그리고 그 밑에는 나노구조와 그 안을 메꾸고 있는 공기층이 존재하게 된다.

물이 흡착되기 위해선 표면에 골고루 물이 스며들어야 하는데, 물이 스며들기 전에 이미 왁스코팅이 되어있는 구조때문에 공기층을 두고 붕 떠있는 형태가 되어서 소수성이 구현이 되는것이다.

하지만, 아쉽게도 모든 상황에서 소수성이 구현되는것은 아니다. 

물이 물방울의 형태가 아닌 증기의 형태로 닿으면 구조에 의해 걸러지기 전에 구조 안쪽부터 물이 스며들기 때문에 소수성이 구현이 안되며, 고온의 물이 닿으면 적은 표면장력때문에 흡착이 더 잘되는 양상을 띈다.

따라서, 한 구조가 모든 상황에서 효과를 발휘할 수는 없으므로 각각의 상황에 적합한 구조를 사용하여야 한다.