【서울=이코리아】국내 연구진이 로마신화에 나오는 야누스의 두 얼굴에서 착안한 고분자 나노벽(Janus Nanowalls)을 구현해 자연계에 존재하는 주름을 모방하는데 성공했다. 교육과학기술부와 한국연구재단은 4일 서울대 차국헌 교수, 서강대 이원보 교수, 서울과학기술대 윤현식 교수가 자연계에 존재하는 주름을 모방하는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료 및 응용분야의 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’ 최신호에 실렸다.

자연계에는 여러 종류의 주름이 존재한다.

동·식물은 피부가 노화되면서 주름이 생기는 것이 가장 대표적인 예이다. 피부는 부드러운 내피와 상대적으로 단단한 표피로 구성된 적층구조로 이루어져 있다. 표면주름은 여러 개로 적층된 구조에서 그 중 어느 한 층이 극도로 빠른 팽창 또는 수축이 일어날 때 그 불안정성으로 나타나는 구조이다. 또 다른 원인으로는 필름이 아주 얇을 경우 표면적이 증가될 때 주름이 생기기도 한다.

지금까지 박막의 주름연구는 막의 두께가 매우 얇은 경우 단단한 기판 위에 붙어있지 않으면 이것을 자유자재로 다루기에 매우 힘들었다.

원하는 조건에서 마음대로 생기는 주름의 크기와 높이를 정확히 측정하는 것은 거의 불가능했고, 주름의 메커니즘도 복잡해 주름을 직접 만들거나 이론적으로 해석하는 게 어려웠다.

연구팀은 얇은 막 위에 주름을 만들기 위해 반도체 공정으로 나노미터(10억분의 1미터) 크기의 얇은 벽을 제작했다. 이 틀을 이용해 바닥에 고정시킨 고분자 나노벽(100~300나노미터 폭, 1.5마이크로미터 이상 높이)을 구축했다. 이후 고분자 나노벽의 한 쪽에만 알루미늄을 코팅해 ‘야누스 나노벽(Janus Nanowalls)’을 구현하는데 성공했다.

알루미늄과 고분자의 반응으로 부피팽창이 일어나고, 나노벽이 바닥에 붙어있는 상태에서 표면적이 증가돼 얇은 나노벽의 윗부분이 구부러지면서 주름이 만들어지는 것을 확인했다.

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