KR101096519B1

KR101096519B1 - 친수성 표면 소재 및 그 제조방법과 표면 친수성을 향상시키는 방법

Info

Publication number: KR101096519B1
Application number: KR1020090118704A
Authority: KR
Inventors: 문명운; 이광렬; 김호영; 김성진; 이대영; 장영수
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-12-20
Also published as: KR20110062115A

Abstract

본 발명은 친수성 표면을 갖는 소재 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 마이크로 포어와, Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 포함하는 친수성 표면 소재 및 (a) 마이크로 포어를 갖는 소재를 준비하는 단계; 및 (b) Si가 함유된 탄소를 코팅하여 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 친수성 표면 소재의 제조방법과 소재의 표면 친수성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

친수성 표면, 마이크로 포어 구조, 나노 구조, Si 함유 탄소 코팅층

Description

친수성 표면 소재 및 그 제조방법과 표면 친수성을 향상시키는 방법 {THE MATERIAL WITH HYDROPHILIC SURFACE COMPRISING MICRO AND NANO STRUCTURE AND THE FABRICATION METHOD THEREOF AND THE METHOD OF IMPROVING THE HYDROPHILICITY}

본 발명은 친수성 표면을 갖는 소재 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로 포어와, Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 포함하는 친수성 표면을 갖는 소재 및 그 제조방법과 표면 친수성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

습도를 조절하는 것은 실내 공조 제어에 있어서, 가장 중요한 핵심 기술 중에 하나이다. 특히, 종이, 섬유, 목재와 같이 공기 중의 습기의 양에 따라 저장 물품의 물성이 크게 바뀌거나, 렌즈와 같이 표면에 물기가 있게 되면 원하는 성능을 발휘할 수 없는 물질들을 다룰 때에는 습도를 조절하는 것이 특히 중요하다.

종래 기술에 의하면, 습도를 조절하기 위해서 직접 습한 공기를 응축시킨 후, 이 수분을 제거하여 습도를 낮추는 냉각식 제습 방식이 주로 이용되었다. 그러나 최근에는 자체적으로 액체를 흡수하는 물질을 이용하여 제습을 하는 방식이 에너지 소비가 적고 소음과 진동이 적다는 등의 여러 가지 장점으로, 많은 연구가 이 루어지고 있다. 또한, 이렇게 제습을 하는 과정에서 자연스럽게 공기의 온도가 낮아져 냉방 효과도 동시에 얻을 수 있다.

이렇게 액체를 흡수하여 제습하는 방식에는 실리카겔이나 활성 알루미나 등의 고체 건조제를 이용하는 흡착식 제습 방식과 염화리튬이나 트리에틸렌글리콜등 흡습성 수용액(제습액)을 이용하는 흡수식(습식) 제습 방식이 있다. 이 중에서 흡수식 제습 방식은 제습액을 순환시켜서 사용하기에 때문에 대용량 공정에 적합하며, 운전비가 비교적 싼 장점을 가지고 있다. 이렇게 제습액을 이용하여 제습과 냉방을 동시에 해결하는 기술을 액체 제습 냉방기술(liquid desiccant cooling system)이라고 한다. 그러나 공정 운전 과정에서 제습액의 비산이 발생하기가 쉽고, 이렇게 비산된 제습액은 부식성을 가지고 있기 때문에 기계에 손상을 주기가 쉽고, 제습액이 휜(fin)을 지날 때에 얇은 막을 형성하지 못할 경우에는 큰 압력 손실을 유발한다는 문제점이 있다.

비산 여부와 그 정도는 제습액의 층의 두께와 유속에 의하여 결정된다. 순환하는 제습액의 유량이 클수록 비산이 발생하기 쉽다. 따라서 제습액의 층의 두께나 유속을 줄인다면, 비산은 억제될 수 있다. 그러나 제습액의 유속을 감소시킨다면, 제습량도 떨어지게 되어 제습기의 성능이 저하된다. 그러므로, 빠른 제습액의 유속에서도 제습액의 층의 두께를 매우 얇고, 균일하게 유지시켜 비산을 억제할 수 있는 기술이 필요하다.

그리고 공기와 제습액과의 접촉면적을 넓혀주기 위해 휜이 주로 사용된다. 휜으로 사용된 표면이 액체를 얇게 퍼뜨리지 못할 경우 휜이 접힌 공간에 liquid bridge를 형성하게 되고, 이 liquid bridge는 공기가 흘러오는 것을 방해하여 압력강하를 높이게 되어 전체적인 전력 손실에 영향을 주어, 에너지 낭비를 초래한다. 이 때, 휜에 친수성 코팅을 해주게 되면, liquid bridge의 형성을 억제하여 에너지 손실을 줄일 수 있다.[Gyu-rak Kim, Experimental Thermal and Fluid Science 27 (2002)].

액체가 접촉면에서 효과적으로 퍼지는 것은 그 표면의 구조와 화학적 특성과 관계가 있다. 액체가 잘 퍼지게 하기 위해서 일반적으로 모세관 현상을 이용한다. 따라서, 이를 위해서 모세관 현상이 잘 발생하는 표면 구조를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 표면 구조 중 대표적인 것이 단단한 고체 표면에 마이크로 필러 어레이 (micro-pillar array)를 만들어 이 필러들 사이로 유체를 흡입하는 방법과 섬유를 직물이나 부직포 형태로 짜서 그 안에 섬유와 섬유 사이에 무수히 많은 마이크로 포어 (micro-pore)를 만들어 이 안으로 유체를 흡입하는 방법이 있다. 특히, 이 섬유 자체가 유체를 흡수할 수 있는 특성을 갖는 경우에는 이 섬유 안으로도 유체의 흡수가 일어날 수 있어 효율이 향상된다 [Isabelle Pezron, Journal of Colloid and Interface Science 173 (1995)]. 전자의 마이크로 필러 어레이를 이용하는 방법을 가리켜 헤미-위킹 (hemi-wicking, 반(半)모세관)이라고 부르고, 후자의 마이크로 포어를 이용하는 방법을 지칭하여 임비비션 (imbibition, 흡수) 이라고 부른다.

이러한 구조들에 유체가 잘 스며들기 위해서는 표면의 화학적인 특성이 유체와 친하여야 한다. 표면과 유체와의 관계는 평형접촉각 (equilibrium contact angle)에 의해 정량화될 수 있다. 위와 같은 구조들에 모세관 현상이 발생하기 위해서는 표면이 특정 임계접촉각 (critical contact angle)보다 작은 접촉각을 가져야 한다 [Jose Bico, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 206 (2002)].

표면의 젖음성은 표면의 구조의 관점에서, 나노 구조에 의하여 향상될 수 있다. 그러나, 위에서 임비비션이 일어날 임계 조건이 표면의 화학적 특성과 관계가 있듯이 나노구조에 의한 표면의 증가된 조도가 젖음성을 향상시킬지, 그렇지 않은지 역시 표면의 화학적인 특성과 관계가 있다.

본 발명을 통해서 액체 제습 냉방 기술에 있어서, 제습액의 순환 과정에서의 비산을 억제하고, 휜에서의 압력 강하를 효과적으로 줄일 수 있는 친수성 표면을 갖는 소재 및 그 제조방법과 소재의 표면 친수성을 향상시키는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적들은 마이크로 포어와, Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 포함하는 친수성 표면 소재 및 (a) 마이크로 포어를 갖는 소재를 준비하는 단계; 및 (b) Si가 함유된 탄소를 코팅하여 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 친수성 표면 소재의 제조방법과 소재의 표면 친수성을 향상시키는 방법에 의하여 달성될 수 있다.

본 발명에 의해 제습기의 튜브나 휜과 같이 액막의 두께를 매우 얇게 유지시켜줘야 하는 요구를 충족시킬 수 있는 친수성 표면 소재를 제작할 수 있다. 이를 통해 제습기에서의 비산에 의한 효율 저하와 휜에서의 압력 강하에 의한 에너지 손실을 최소화시킬 수 있다.

본 발명의 친수성 표면 소재는 마이크로 포어와 Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 포함하여 구성된다.

상기 탄소 코팅층의 평형접촉각이 90도 이하일 수 있다. 표면의 평형접촉각이 90도보다 작은 경우에 나노 구조 사이를 액체가 모두 채우는 Wenzel 상태가 나타난다. 이 상태에서는 액체가 더 많은 면적을 표면과 접촉하는 것으로 알려져 있고, 이것은 표면의 친수성을 향상시킨다. 일반적으로 임비비션이 발생하는 임계접촉각이 90도보다 작기때문에, 임비비션이 일어날 경우에는 표면은 이미 Wenzel 상태에 있다고 할 수 있다.

또한, 상기 나노 구조는 폭이 1 - 100 nm이고, 상기 표면으로부터의 높이가 1 - 1000nm일 수 있고, 상기 나노 구조는 나노 필라, 나노 로드, 나노 닷, 나노 입자, 나오 와이어 및 나노 기공으로 이루어진 군에서 선택되는 한 가지 이상의 형태일 수 있다. 나노 구조는 마이크로 포어의 표면에 Si가 함유된 탄소를 코팅하는 과정에 형성되는데 상기 여러 구조가 혼재할 수 있다.

상기 탄소 코팅층 내의 Si의 함유량은 0.1 - 10 질량%일 수 있고, Si 이외에도 Ti, Ag, Au, Cu, Ni, W, Mo, N 및 F로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 물질을 더 포함할 수 있다.

마이크로 포어를 갖는 소재로는 부직포, 직물, 스펀지 또는 섬유가 사용될 수 있다.

본 발명의 친수성 표면 소재의 제조방법과 소재의 표면 친수성을 향상시키는 방법은 (a) 마이크로 포어를 갖는 소재를 준비하는 단계 및 (b) Si가 함유된 탄소를 코팅하여 상기 마이크로 포어의 표면에 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되고, 단계 (b)는 Si가 함유된 탄소를 코팅하고, 산소 플라즈마 처리를 하여 나노 구조를 형성시키는 것일 수 있다.

도 1(a)는 본 발명의 실시예에 따라 표면 친수성을 향상시키는 과정을 나타내는 모식도이고, 도 1(b)는 본 발명에 따라 제조된 친수성 표면 소재의 SEM 이미지이다.

본 발명의 친수성 표면 소재의 제조방법과 소재의 표면 친수성을 향상시키는 방법은 상기 나노 구조의 표면의 평형접촉각이 90도 이하일 수 있고, 상기 나노 구조는 폭이 1 - 100 nm일 수 있고, 상기 표면으로부터의 높이가 1 - 1000nm일 수 있으며, 상기 나노 구조는 나노 필라, 나노 로드, 나노 닷, 나노 입자, 나오 와이어 및 나노 기공으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 구조일 수 있다.

또한, 상기 탄소 코팅층은 상기 Si의 함유량이 0.1 - 10 질량%일 수 있고, Si 이 외에도 Ti, Ag, Au, Cu, Ni, W, Mo, N 및 F로 이루어진 군에 1종 이상 선택되는 물질을 더 포함할 수 있다.

상기 탄소 코팅층의 형성은 플라즈마법, 이온법, 스퍼터링법 또는 여과 진공 아크법에 의하여 형성될 수 있고, 상기 마이크로 포어를 갖는 소재는 부직포, 직물, 스펀지 또는 섬유일 수 있다.

이하 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(1)실시예: 친수성 표면 소재의 제조

마이크로 포어 구조와 나노 구조가 함께 있는 구조를 제습기 튜브의 표면으로 활용하는 경우, 그 표면의 화학적 친수성이 우수하다면, 임비비션에 의하여 액 체를 얇게 퍼트릴 수 있다. 이와 같은 원리를 통하여 표면에 흐르는 제습액의 두께를 얇게 만들 수 있다.

마이크로 포어를 갖는 소재로는 부직포 (non-woven fabric)를 사용하였다. 부직포의 재질은 PET로 자체적으로 유체를 흡수하지 않는 재료이다. 부직포 외에도 부직포의 구조와 유사한 마이크로 포어를 갖는 재료라면 사용 가능하다. 준비된 마이크로 포어를 갖는 소재에 탄소 코팅층을 형성하였다. 구체적으로 이온법으로 하이드로 이온 빔 장비를 이용하여 부직포에 탄소를 증착하였다. 사용한 기체는 벤젠과 희석된 실라인의 혼합 기체를 사용하였다 (SiH₄/H₂= 10:90). Si이 함유된 카본 (Si-DLC)의 더 좋은 흡착을 위해 부직포에 초기 버퍼층으로 비정질 실리콘 (a-Si)을 rf-PACVD (Plasma-assisted chemical vapor deposition) 방식을 이용하여 증착한다. Si 함유 탄소 코팅층은 장비 전압이 -400V이고, 증착 압력은 1.33Pa인 상태에서 증착이 이루어졌다. 탄소 코팅층의 Si 함량은 0-2 질량%로 조절하였다. 이후에 Si-DLC (Diamone like carbon) 코팅층 위에 산소 이온빔을 처리하였다. 산소 이온빔 처리시 챔버 내 압력은 1.33Pa이고 전압은 -400V로 10분 동안 처리하였다.

(2) 실험예: 친수성 표면 소재의 특성 분석

상술한 실시예에 따라 제조된 친수성 표면 소재의 특성을 분석해 보았다.

부직포의 구조를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 분석하여 보았다. 친수성 Si 함유 탄소 코팅층을 형성하고 이에 산소 플라즈마 처리를 함으로써 나노 구조가 생기게 되는데, 이러한 나노 구조의 형상은 도 2에 나타나 있다. 도 2 (a)는 친수 성 Si 함유 탄소 코팅층을 형성하기 전의 부직포의 형상이고, 도 2(b)는 친수성 Si 함유 탄소 코팅층을 형성하고 이에 플라즈마 처리를 한 이후의 부직포의 SEM 이미지이다. 플라즈마가 다양한 각도에서 부직포 섬유 각각에 작용할 수 있기 때문에, 플라즈마의 진행방향에 대해서 수직하지 않은 면들에는 그림자 효과 (Shadowing effect)가 발생한다. 이 그림자 효과의 정도는 부직포 섬유의 마이크로 포어의 구조 및 위치에 따라서 달라지게 되고, 그 결과 다양한 나노 구조가 형성된다. 이러한 다양한 나노 구조의 형상은 도 2(c), 도 2(d)에 나타나 있다. 이 중 도 2(d)는 45도 기울여서 촬영한 이미지이다. 이와 같은 나노 구조는 액체의 퍼짐을 촉진시켜서, 액체가 더 빠르게 퍼지게 하는 것을 돕는 역할을 한다.

(3) 비교 분석

본 발명에 따라 제조된 표면과 부직포 표면에 친수성 Si 함유 탄소 코팅층만을 형성한 표면 (비교예 1)과 별도의 처리를 하지 않은 부직포 표면 (비교예 2)을 비교하여 보았다.

순수(DI-water) 1μl의 드롭 (drop)을 본 발명의 친수성 Si 함유 탄소 코팅이 되어 나노 구조가 만들어진 부직포와 비교예 1 및 2에 각각 떨어뜨렸다. 이 때, 실험결과를 좀 더 명확히 확인하기 위하여 순수에 검은색의 염료를 섞었다. 도 3(a)은 친수성 처리를 하지 않은 비교예 2에 순수를 떨어뜨린 것이고, 도 3(b)는 친수성 처리는 하였으나 나노 구조의 형성은 이루어지지 않은 비교예 1에 순수를 떨어뜨린 것이며, 도 3(c)는 본 발명에 따른 친수성 처리를 하여 나노 구조가 형성된 부직포에 순수를 떨어뜨린 것의 SEM 이미지이다. 도 3(a)에서 확인할 수 있듯 이, 친수성 처리를 하지 않은 경우에는, 부직포 자체의 친수성이 좋지 못하여 순수가 스며들지 못하는 것을 볼 수 있다. 그러나 친수성 처리를 하였을 경우에는 도 3(b)에서 보이는 바와 같이 액체가 부직포로 스며드는 것을 알 수 있다. 그리고 본 발명에 따라 친수성 처리를 하여 나노 구조가 형성된 경우에는 도 3(c)에 나타난 바와 같이 순수가 넓게 잘 스며드는 것을 확인할 수 있다.

도 4는 순수 1μl 드롭을 수평으로 놓여진 부직포에 떨어뜨렸을 때, 나노 구조의 유무에 따라 액체가 퍼지는 차이를 시간과 퍼지는 면적에 대한 그래프이다. 위 실험 조건에서는 최종 퍼진 면적이 같았지만, 나노 구조를 동반한 부직포의 경우 더 빠른 퍼짐을 보여주는 것을 알 수 있었다.

이번에는 위에 열거된 부직포를 지면과 수직으로 두고 순수를 중력방향으로 8.5g/min의 유량으로 공급하였다. 친수성 처리를 하지 않은 부직포에 순수를 흘렸을 때에는 임비비션이 발생하지 않았다. 또한, 친수성 처리는 하였으나 나노 구조는 형성되지 않은 부직포에는 도 5(a)에 나타난 바와 같이 임비비션은 발생하였으나, 중간 부분에는 충분히 퍼지지 못한 두꺼운 액막이 존재하였고, 이에 의해 액막이 중력 방향으로 떨어진 것을 볼 수 있다. 결과적으로 순수가 옆 방향으로는 멀리 퍼질 수가 없었다. 그러나 본 발명에 따른 친수성 처리를 하여 나노 구조가 형성된 부직포의 경우에는 도 5(b)에서 보는 것과 같이 순수가 빠르게 스며들어 두꺼운 액막이 만들어지지 않았고, 중력 방향과 관계없이 원모양으로 퍼져나가는 것을 볼 수 있다. 도 6은 이러한 차이를 정량화하기 위해 시간당 옆으로 퍼지는 길이를 그래프로 나타낸 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 부직포와 같이 자체적으로 마이크로 포어를 지니고 있는 재료에 나노 구조가 형성되도록 친수성 처리를 하게 되면 부직포 자체의 친수성이 향상되어 임비비션이 발생하여 액체가 부직포로 쉽게 스며들게 된다.

이와 같이 본 발명의 친수성 처리에 의하여 마이크로 포어의 표면에 Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 포함하는 소재의 경우에는 액층이 잘 스며들게 되어 얇은 층을 형성하게 되므로 제습기에서의 비산에 의한 효율 저하와 휜에서의 압력 강하에 의한 에너지 손실을 최소화시킬 수 있다.

도 1a는 본 발명에 따라 표면 친수성을 향상시키는 과정을 나타내는 모식도.
도 1b는 본 발명에 따라 제조된 친수성 표면 소재의 SEM 이미지.

도 2a는 본 발명에 따른 Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성하기 전의 부직포의 SEM 이미지.

도 2b는 본 발명에 따른 Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성한 이후의 부직포의 SEM 이미지.

도 2c 및 d는 본 발명에 따른 Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성함에 있어서 그림자 효과에 따른 나노 구조의 차이를 나타내는 SEM 이미지.

도 3a는 수평으로 놓인, 친수성 처리를 하지 않은 비교예 2에 순수를 떨어뜨리고 10초 후의 사진.

도 3b는 수평으로 놓인, 친수성 처리는 하였으나 나노 구조의 형성은 이루어지지 않은 비교예 1에 순수를 떨어뜨리고 10초 후의 사진.

도 3c는 수평으로 놓인, 본 발명에 따른 Si가 함유된 나노 구조의 탄소 코팅층이 형성된 부직포에 순수를 떨어뜨리고 10초 후의 사진.

도 4는 순수 1μl 드롭을 수평으로 놓인 부직포에 떨어뜨렸을 때, 나노 구조의 유무에 따라 액체가 퍼지는 차이를 시간과 퍼지는 면적에 대한 그래프.

도 5a는 수직으로 놓인, 친수성 처리는 하였으나 나노 구조는 형성되지 않은 부직포 (비교예 2)에 순수를 주입한 실험결과 사진.

도 5b는 수직으로 놓인, 본 발명에 따른 친수성 처리를 하여 나노 구조가 형성된 부직포에 순수를 주입한 실험결과 사진.

도 6은 수직으로 놓인 부직포 상에 주입한 순수의 확산 차이를 나타내는 그래프.

Claims

마이크로 포어를 포함하는 소재, 그리고

상기 소재의 표면에 위치하고, Si를 포함하며, 나노 구조를 가진 탄소 코팅층을 포함하는 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 나노 구조는 상기 소재의 외면 및 상기 소재의 마이크로 포어의 내부 표면으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것에 형성되는 것인 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 탄소 코팅층의 평형접촉각이 90도 이하인 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 나노 구조는 폭이 1 - 100 nm이고, 상기 표면으로부터의 높이가 1 - 1000nm인 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 나노 구조는 나노 필라, 나노 로드, 나노 닷, 나노 입자, 나오 와이어 및 나노 기공으로 이루어진 군에서 선택되는 한 가지 이상의 형태를 포함하는 것인 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 Si의 함유량이 0.1 - 10 질량%인 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 탄소 코팅층은 Ti, Ag, Au, Cu, Ni, W, Mo, N 및 F로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 물질을 더 포함하는 것인 친수성 표면 소재.
제1항에 있어서, 상기 소재는 부직포, 직물, 스펀지 또는 섬유인 것인 친수성 표면 소재.
(a) 마이크로 포어를 갖는 소재를 준비하는 단계; 및

(b) 상기 소재의 표면에 Si를 포함하는 탄소를 코팅하여 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 단계 (b)의 상기 나노 구조를 상기 소재의 외면 및 상기 소재의 마이크로 포어의 내부 표면으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것에 형성하는 것인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 단계 (b)는 Si가 함유된 탄소를 코팅하고, 산소 플라즈마 처리를 하여 나노 구조를 형성시키는 것인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 나노 구조의 표면의 평형접촉각이 90도 이하인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 나노 구조는 폭이 1 - 100 nm이고, 상기 표면으로부터의 높이가 1 - 1000nm인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 나노 구조는 나노 필라, 나노 로드, 나노 닷, 나노 입자, 나오 와이어 및 나노 기공으로 이루어진 군에서 선택되는 한 가지 이상의 형태를 포함하는 것인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 Si의 함유량이 0.1 - 10 질량%인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 탄소 코팅층은 Ti, Ag, Au, Cu, Ni, W, Mo, N 및 F로 이루어진 군에 1종 이상 선택되는 물질을 더 포함하는 것인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 탄소 코팅층을 플라즈마법, 이온법, 스퍼터링법 또는 여과 진공 아크법에 의하여 형성하는 것인 친수성 표면 소재의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 소재는 부직포, 직물, 스펀지 또는 섬유인 것인 친수성 표면 소재의 제조방법.
(a) 마이크로 포어를 갖는 소재를 준비하는 단계; 및

(b) 상기 소재의 표면에 Si를 포함하는 탄소를 코팅하여 나노 구조의 탄소 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 소재의 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 단계 (b)의 상기 나노 구조를 상기 소재의 외면 및 상기 소재의 마이크로 포어의 내부 표면으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것에 형성하는 것인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 단계 (b)는 Si가 함유된 탄소를 코팅하고, 산소 플라즈마 처리를 하여 나노 구조를 형성시키는 것인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 나노 구조의 표면의 평형접촉각이 90도 이하인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 나노 구조는 폭이 1 - 100 nm이고, 상기 표면으로부터의 높이가 1 - 1000nm인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 나노 구조는 나노 필라, 나노 로드, 나노 닷, 나노 입자, 나오 와이어 및 나노 기공으로 이루어진 군에서 선택되는 한 가지 이상의 형태를 포함하는 것인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 Si의 함유량이 0.1 - 10 질량%인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 탄소 코팅층은 Ti, Ag, Au, Cu, Ni, W, Mo, N 및 F로 이루어진 군에 1종 이상 선택되는 물질을 더 포함하는 것인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 탄소 코팅층을 플라즈마법, 이온법, 스퍼터링법 또는 여과 진공 아크법에 의하여 형성하는 것인 표면 친수성을 향상시키는 방법.
제19항에 있어서, 상기 소재는 부직포, 직물, 스펀지 또는 섬유인 것인 표면 친수성을 향상시키는 방법.