표면력 측정의 원리와 응용

전문가 제언

○ 두 표면이 접촉하는 MEMS요소, 나노공간에 밀폐된 액정의 배향, 불균질 촉매반응, 윤활과 마찰, 나노입자의 분산과 응집 등과 관련한 재료설계나 디바이스 설계를 위해서는 고/액 계면에서 일어나는 현상을 이해하는 하는 것이 중요하다. 특히 마이크로 디바이스에서는 부피에 비해 표면적이 크므로 고/액 계면특성의 평가에는 점착력이나 마찰력과 같은 표면력(surface force)을 측정하는 방법이 이용되고 있다.

○ 표면간 거리의 평가에 투과형 간섭광에서 얻어지는 FECO(Fringes of Equal Chromatic Order)를 이용하는 표면력 측정장치(SFA)가 있으나 응답강도가 낮고 정밀한 환경제어와 고도의 숙련이 필요하며 투명한 시료에만 적용이 가능하다. 특히 표면간 거리가 나노미터 수준 이하로 감소하면 계면효과에 의하여 액상의 점도가 극적으로 증가하기 때문에 종래의 SFA로는 나노스케일 두께의 계면특성은 측정이 곤란하다.

○ 일본의 ULVAC사에서는 원문의 저자인 Kurihara교수(Tohoku Univ.)의 연구성과를 이전받아 불투명 시료에도 적용이 가능한 공진전단측정(Resonance Shear Measurement)장치를 「RSM-1」이란 상품명으로 실용화하였다. 이 방법에서는 두 개의 고체표면 사이에 넣은 액체의 두께를 나노미터 수준으로 연속적으로 변화시키면서 공진주파수와 응답강도로부터 액체의 특성변화를 측정한다. 장치의 원리, 기능, 용도 등에 관한 상세한 정보는 원문을 비롯한 관련문헌을 참고 바란다.

○ 국내에서는 KIST의 트라이볼로지 연구센터에서 마찰, 윤활, MEMS 디바이스 등과 관련한 표면력 연구가 활발하게 추진하고 있다. 또 최근 서울대 기계항공공학부에서는 게코(gecko) 도마뱀의 발바닥에 난 미세한 털을 모사한 물리접착제의 개발을 보고하였다. 이는 고/액 계면현상을 이용하는 것은 아니지만 표면력의 작용효과와 그 원리를 이용하고 있다. 고/액 계면특성의 제어는 전기, 전자 디바이스, 윤활재료, 나노입자, 촉매재료 등 응용분야가 다양하므로 이 분야의 국내연구가 활성화되기를 기대한다.

저자

Shinya Nakano

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

15(12)

잡지명

ふぇらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

770~775

분석자

심*동

분석물

• 표면력 측정의 원리와 응용.pdf [244,427 byte]

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