KR20110126966A - Hydrophobic sheet and preparation method thereof - Google Patents

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KR20110126966A
KR20110126966A KR1020100046542A KR20100046542A KR20110126966A KR 20110126966 A KR20110126966 A KR 20110126966A KR 1020100046542 A KR1020100046542 A KR 1020100046542A KR 20100046542 A KR20100046542 A KR 20100046542A KR 20110126966 A KR20110126966 A KR 20110126966A
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hydrophobic
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용기중
곽근재
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A hydrophobic sheet and a method for manufacturing the same are provided to simplify manufacturing processes by treating the surfaces of nano structures formed on a substrate using fatty acid. CONSTITUTION: A hydrophobic sheet includes a substrate and nanostructures. The nanostructures are formed on the substrate, and the surfaces of the nanostructures are coated with fatty acid. The water contact angle of the hydrophobic sheet is more than or equal to 70 degrees. The reflectivity of the hydrophobic sheet is lower than that of the substrate in a visible ray range. The permeability of the hydrophobic sheet is higher than that of the substrate in the visible ray range. The hydrophobic sheet blocks light in an ultraviolet ray range.

Description

소수성 시트 및 그 제조 방법{Hydrophobic sheet and preparation method thereof}Hydrophobic sheet and its manufacturing method {Hydrophobic sheet and preparation method

본 발명은 기재; 및 상기 기재 상에 형성되고, 표면이 지방산으로 코팅되어 있는 나노 구조체를 포함하는 소수성 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention; And a nanostructure formed on the substrate and having a surface coated with a fatty acid, and a method of manufacturing the same.

최근 들어 나노급 크기의 제작기술의 발달로 인하여 그 동안 구현하기 힘들었던 나노급 크기의 생체모사가 가능하게 되면서, 나노 기술을 통한 생체모사 기술의 구현이 큰 각광을 받고 있다. 그 중에서도 연잎 표면을 모방하는 소수성 표면은 각종 산업분야에 큰 활용 가치를 가지기 때문에 이를 구현하기 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 소수성 표면의 원리가 되는 연잎효과는 마이크로 돌기를 통해 표면의 거칠기를 증가시키고, 왁스물질의 코팅을 통해 물과의 접촉 면적을 줄여 표면이 물에 젖지 않게 만드는 현상이다. 물과의 접촉각이 150°보다 크게 되어 물이 부착되지 않거나 약하게 부착되는 소수성 표면은 일반적으로 높은 표면 거칠기 및 물과 반발하는 화학적 코팅의 조합을 통해 획득된다. 지금까지 소수성 표면을 만드는 데 필요한 나노 구조를 제작하는 과정들은 고온, 고진공 등 고가의 장비와 가혹한 성장 조건을 요구하기 때문에 비경제적이며 비효율적이라고 평가되어 왔다. 또한 기존 연구를 통해 제시된 나노 구조를 기반으로 제작된 표면의 응용은 소수성 표면을 통한 자가세정에 한정되어 왔고 복합적인 특성을 갖는 표면을 제작하는 것은 투명-소수성 기판으로 제한되어 있다.Recently, due to the development of nano-scale manufacturing technology, nano-scale bio simulation that has been difficult to implement has been possible, and the implementation of bio-simulation technology through nano technology has received great attention. Among them, the hydrophobic surface that mimics the lotus leaf surface has great utility value in various industrial fields, and thus, many studies have been conducted to realize this. The lotus leaf effect, which is the principle of hydrophobic surface, is the phenomenon of increasing the surface roughness through micro projections and reducing the contact area with water through the coating of wax material so that the surface does not get wet. Hydrophobic surfaces where the contact angle with water is greater than 150 ° and thus no or weakly adhered water are generally obtained through a combination of high surface roughness and chemical coating that repels water. Until now, the process of fabricating the nanostructures needed to make hydrophobic surfaces has been evaluated as uneconomical and inefficient because they require expensive equipment such as high temperature and high vacuum and harsh growth conditions. In addition, the application of the surface fabricated based on the nanostructures presented in previous studies has been limited to self-cleaning through hydrophobic surfaces, and the manufacturing of surfaces having complex properties is limited to transparent-hydrophobic substrates.

나노 구조는 그 구조적 특징으로 인해 표면 거칠기와 고유의 굴절율을 갖는다. 따라서 나노 구조는 표면에서 일어나는 빛의 반사를 줄이고, 투과도를 높이는 광 트래핑(trapping) 특성을 나타낸다. 최근에 이 같은 특성을 이용하여 나노 구조를 기반으로 하는 반사방지막 제작은 큰 관심을 불러 일으키고 있다. 빛이 표면에 도달했을 때, 나노 구조의 구조적 특징으로 인해 입사각이 반사가 일어나는 임계각도를 넘지 않아 입사된 빛은 반사가 되지 않고 표면을 투과한다. Nanostructures have surface roughness and inherent refractive index due to their structural characteristics. Thus, nanostructures exhibit light trapping properties that reduce the reflection of light on the surface and increase the transmittance. Recently, the production of anti-reflection films based on nanostructures using such characteristics has attracted great interest. When light reaches the surface, due to the structural characteristics of the nanostructure, the incident angle does not exceed the critical angle at which reflection occurs, so the incident light passes through the surface without being reflected.

ZnO, TiO2, CeO2 등은 햇빛으로부터 UV영역의 빛을 차단하는 독특한 특성과 얇게 유리 기판에 도포하였을 경우, 상기 유리 기판의 투명도를 크게 변화시키지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서 나노 구조를 성장시키는 기판을 투명 소재로 바꾸게 되면 투명 소재의 투명도는 유지한 채로 UV를 차단할 수 있는 스마트 윈도우로 실생활에 유용한 표면을 제작할 수 있다. 그러나 나노 구조의 구조 및 소재의 특성 상 표면에서 입사된 빛을 산란시키고, 특정 파장의 빛을 흡수 및 반사하여 색을 띠는 현상에 의해 아직까지 투명도가 높고 UV 영역의 빛을 차단하는 투명기판소재의 개발은 이루어지지 않았다. 특히, 생체모방기술을 통한 소수성을 함께 갖고 있는 기판 기술개발은 아직까지 구현되지 않았다.
ZnO, TiO 2 , CeO 2 and the like are known to not significantly change the transparency of the glass substrate when applied to a thin glass substrate and a unique property of blocking the light of the UV region from sunlight. Therefore, if the substrate that grows the nanostructure is changed to a transparent material, a smart window that can block UV while maintaining the transparency of the transparent material can produce a useful surface for real life. However, due to the nature of nano structure and material, transparent substrate material that is still high in transparency and blocks light in UV region by scattering light incident from the surface and absorbing and reflecting light of a specific wavelength. The development did not take place. In particular, the development of substrate technology with hydrophobicity through biomimetic technology has not yet been implemented.

본 발명은 기재; 및 상기 기재 상에 형성되고, 표면이 지방산으로 코팅되어 있는 나노 구조체를 포함하는 소수성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention; And it is an object to provide a hydrophobic sheet formed on the substrate, the hydrophobic sheet comprising a nanostructure surface is coated with a fatty acid.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 기재; 및The present invention is a means for solving the above problems, the base material; And

상기 기재 상에 형성되고, 표면이 지방산으로 코팅되어 있는 나노 구조체를 포함하는 소수성 시트를 제공한다.
Provided is a hydrophobic sheet formed on the substrate, the hydrophobic sheet comprising a nanostructure surface coated with a fatty acid.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 기재 상에 형성된 나노 구조체의 표면을 지방산으로 처리하는 단계를 포함하는 소수성 시트의 제조 방법을 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a method for producing a hydrophobic sheet comprising the step of treating the surface of the nanostructure formed on the substrate with a fatty acid.

본 발명에서는 기판 상에 형성된 나노 구조체의 표면을 지방산으로 처리하여 소수성 시트를 제조한다. 상기 소수성 시트는 간단한 공정으로 형성할 수 있으며, 나노 구조체는 UV 영역의 빛을 차단하는 특성을 가진다. 또한, 나노 구조체 본연의 표면 거칠기에 의해 표면에서 가시광선 영역의 빛의 반사를 막고 높은 투과도를 가지므로, 반사 방지 코팅막 등으로 사용할 수 있다.
In the present invention, the surface of the nanostructure formed on the substrate is treated with fatty acids to produce a hydrophobic sheet. The hydrophobic sheet may be formed by a simple process, and the nanostructure has a property of blocking light in the UV region. In addition, since the surface roughness of the nanostructures prevents the reflection of light in the visible light region from the surface and has a high transmittance, it can be used as an antireflection coating film or the like.

도 1은 본 발명에 따른 유리 기판 상에 형성된 산화아연 나노와이어의 SEM 이미지(a 및 b) 및 AFM 이미지(c)를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 소수성 시트의 제조 과정을 도시하고, 각 과정에서의 물 접촉각을 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 소수성 시트 상에 물방울을 떨어뜨렸을 때의 사진이다.
도 4는 산 처리시 사용한 지방산의 탄소수에 따른 물 접촉각을 나타내는 그래프이다.
도 5는 파장에 따른 소수성 시트, 산화아연 나노 박막 및 유리 기판의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 파장에 따른 소수성 시트 및 유리기판의 반사도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 소수성 시트, 산화아연 박막이 형성된 기판 및 유리 기판에서 특정각도의 입사되는 빛의 반사를 나타내는 사진이다. 1 shows SEM images (a and b) and AFM images (c) of zinc oxide nanowires formed on a glass substrate according to the present invention.
2 shows the manufacturing process of the hydrophobic sheet according to the present invention and shows the water contact angle in each process.
3 is a photograph when the water droplets are dropped onto the hydrophobic sheet according to the present invention.
4 is a graph showing the water contact angle according to the carbon number of the fatty acid used in the acid treatment.
5 is a graph showing the transmittance of the hydrophobic sheet, the zinc oxide nano thin film and the glass substrate according to the wavelength.
6 is a graph showing the reflectivity of the hydrophobic sheet and the glass substrate according to the wavelength.
7 is a photograph showing the reflection of incident light at a particular angle in a hydrophobic sheet, a zinc oxide thin film substrate and a glass substrate according to the present invention.

본 발명은 기재; 및The present invention; And

상기 기재 상에 형성되고, 표면이 지방산으로 코팅되어 있는 나노 구조체를 포함하는 소수성 시트에 관한 것이다.
It relates to a hydrophobic sheet formed on the substrate, the hydrophobic sheet comprising a nanostructure surface is coated with a fatty acid.

본 발명에서 상기 소수성 시트는 물 접촉각이 70°이상으로 소수성을 가질 수 있으며, 바람직하게는 물 접촉각이 110°이상, 더욱 바람직하게는 물 접촉각이 150°이상으로 초소수성을 가질 수 있다.In the present invention, the hydrophobic sheet may have hydrophobicity with a water contact angle of 70 ° or more, preferably water contact angle of 110 ° or more, and more preferably water contact angle of 150 ° or more.

본 발명에서 소수성 및 초소수성은 대기압 조건의 접촉각 시스템(Kruss, Model DSA-10)으로 측정할 수 있다. 여기서, 초소수성은 물 접촉각이 110° 내지 180°일 경우를 의미하고, 소수성은 물 접촉각이 70° 내지 110°일 경우를 의미한다. 또한 친수성은 물 접촉각이 40° 이하일 경우를 의미하며, 초친수성은 물 접촉각이 20° 이하일 경우를 의미한다. Hydrophobicity and superhydrophobicity in the present invention can be measured by a contact angle system (Kruss, Model DSA-10) under atmospheric pressure. Here, the superhydrophobic means a water contact angle of 110 ° to 180 °, hydrophobic means a water contact angle of 70 ° to 110 °. In addition, hydrophilicity means that the water contact angle is less than 40 °, superhydrophilic means that the water contact angle is less than 20 °.

본 발명에서 상기 소수성 시트는 가시광선 영역에서 기재보다 낮은 반사도를 가질 수 있다. 본 발명의 소수성 시트에 포함되는 나노 구조체는 고유의 구조적 특징에 의해 표면거칠기와 굴절율을 가지므로, 상기 나노 구조체는 표면에서 일어나는 빛의 반사를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 소수성 시트는 반사 방지 특성을 지닐 수 있다.In the present invention, the hydrophobic sheet may have a lower reflectance than the substrate in the visible light region. Since the nanostructures included in the hydrophobic sheet of the present invention have surface roughness and refractive index due to inherent structural features, the nanostructures can reduce reflection of light occurring on the surface. That is, the hydrophobic sheet of the present invention may have antireflective properties.

그리고, 본 발명에서 상기 소수성 시트는 가시광선 영역에서 기재보다 높은 투과도를 가질 수 있다. 일반적으로 굴절률이 다른 계면에서는 프레넬(Fresnel) 반사가 일어나며, 미세구조에 의한 반사 방지는 표면으로부터 매질 내로 굴절률이 점차적으로 변하는 것을 이용하여 프레넬 반사를 줄일 수 있으므로, 투과도가 높아지게 된다. 즉, 본 발명의 소수성 시트는 종래에 비해 높은 투과도를 지닐 수 있다. In the present invention, the hydrophobic sheet may have a higher transmittance than the substrate in the visible light region. In general, Fresnel reflection occurs at interfaces having different refractive indices, and the anti-reflection by the microstructure can reduce Fresnel reflection by gradually changing the refractive index from the surface into the medium, thereby increasing transmittance. That is, the hydrophobic sheet of the present invention may have a higher transmittance than in the prior art.

또한, 본 발명의 소수성 시트는 자외선 영역의 빛을 차단할 수 있다. 이와 같은 성질은 하기에서 설명할 나노 구조체에 포함되는 금속 산화물의 특성에 의해 나타날 수 있다.
In addition, the hydrophobic sheet of the present invention can block light in the ultraviolet region. Such properties may be exhibited by the properties of the metal oxides included in the nanostructures described below.

이하, 본 발명의 소수성 시트에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the hydrophobic sheet of the present invention will be described in detail.

본 발명에서 기재의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 광투과도가 80% 이상인 투명 기판을 사용할 수 있다. 상기 광투과도가 80% 이상인 투명 기판의 예로는 유리 기판, 석영 기판, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름 등을 들 수 있다.
In the present invention, the kind of substrate is not particularly limited, and for example, a transparent substrate having a light transmittance of 80% or more can be used. Examples of the transparent substrate having the light transmittance of 80% or more include a glass substrate, a quartz substrate, a polycarbonate film, a polyethylene terephthalate (PET) film, or a polyethylene naphthalate (PEN) film.

본 발명의 소수성 시트는 기재 상에 나노 구조체가 형성되어 있다. 대개 기재는 그 표면 상에 마이크로 크기의 굴곡이 형성되어 있다. 이러한 표면 상에 나노 구조를 갖도록 물리적 특성을 부여할 경우 로투스 효과의 모방이 가능해 진다. 상기 로투스 효과의 모방에 의한 소수성의 달성은 물리적 특성과 화학적 특성의 조합이 이루어질 때 보다 용이하게 이루어질 수 있다. In the hydrophobic sheet of the present invention, a nanostructure is formed on a substrate. Usually the substrate has micro-sized bends formed on its surface. If physical properties are given to have a nanostructure on such a surface, it is possible to mimic the Lotus effect. Achieving hydrophobicity by imitating the Lotus effect can be more easily achieved when a combination of physical and chemical properties is achieved.

또한, 상기 나노 구조체는 그 구조적 특징으로 인해 입사된 빛이 임계각도 이하로 표면과 만나게 되고, 표면에 도달한 빛이 반사되지 않고 투과하는 특징을 지닐 수 있다.In addition, the nanostructure may have a feature that the incident light meets the surface at a critical angle or less due to its structural features, and the light reaching the surface is transmitted without being reflected.

본 발명에서 나노 구조체의 성분은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 밴드갭이 3.1 eV 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 반도체의 밴드구조에 따라 가전자대와 전도대의 차이에 해당하는 에너지보다 큰 빛이 가해지면 가전자대에 있는 전자가 전도대로 올라가고 전자와 홀이 분리되는 현상이 나타난다. 따라서 밴드갭에 해당하는 빛의 파장 이하의 빛이 금속 산화물에 입사되게 되면 빛은 금속 산화물에 흡수된다. 특히, 자외선 영역의 파장대는 금속 산화물의 밴드갭에 해당하므로, 상기 밴드갭이 3.1 eV 이상일 때, 자외선을 흡수하여 자외선의 투과를 막을 수 있다. In the present invention, the component of the nanostructure is not particularly limited, and may include, for example, a metal oxide having a bandgap of 3.1 eV or more. According to the present invention, when light is applied larger than the energy corresponding to the difference between the valence band and the conduction band according to the band structure of the semiconductor, the electrons in the valence band rise to the conduction band and the electrons and the holes are separated. Therefore, when light below the wavelength of light corresponding to the band gap is incident on the metal oxide, the light is absorbed by the metal oxide. In particular, since the wavelength band of the ultraviolet region corresponds to the bandgap of the metal oxide, when the bandgap is 3.1 eV or more, the ultraviolet ray may be absorbed to prevent transmission of ultraviolet rays.

상기 밴드갭이 3.1 eV를 미만하면, 자외선 영역 뿐 아니라 가시광선 영역의 빛을 흡수할 우려가 있다.If the bandgap is less than 3.1 eV, there is a fear of absorbing light in the visible region as well as the ultraviolet region.

상기 밴드갭의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 3.5 eV 이하인 것이 좋다. 상기 밴드갭이 3.5 eV를 초과하면, 자외선이 투과되므로, 인체에 유해하다. The upper limit of the band gap is not particularly limited and is preferably 3.5 eV or less. If the bandgap exceeds 3.5 eV, ultraviolet rays are transmitted, which is harmful to the human body.

또한, 본 발명에서 상기 나노 구조체는 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 이산화규소(SiO2), 이산화세륨(CeO2), 산화바나듐(V2O5) 및 산화텅스텐(WO3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 상기 나노 구조체는 표면에 소수성, 투명성 및 UV 차단 특성을 부여하고자 하는 기재의 종류에 따라 구성성분은 달리할 수 있다. In the present invention, the nanostructure is titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), silicon dioxide (SiO 2 ), cerium dioxide (CeO 2 ), vanadium oxide (V 2 O 5 ) and tungsten oxide (WO 3) It may comprise one or more components selected from the group consisting of The nanostructures may have different constituents depending on the type of the substrate to provide hydrophobicity, transparency and UV blocking properties to the surface.

본 발명의 실시예에서는 상기 나노 섬유로 산화아연을 사용할 있다. 산화아연은 물질 자체의 특성으로 인해 UV 차단 특성을 갖는다. 상기 산화아연은 3.37 eV의 밴드갭(bandgap)을 가지므로, 산화아연의 밴드갭에 해당하는 빛의 파장 (365 nm) 이하의 빛이 산화아연에 입사되게 되면 상기 빛은 산화아연에 흡수된다. 인체에 가장 큰 해를 미치는 UV 영역의 파장대는 290 nm 내지 350 nm로 산화아연의 경우 이 파장대를 흡수하여 UV의 투과를 막을 수 있다.In an embodiment of the present invention, zinc oxide may be used as the nanofibers. Zinc oxide has UV blocking properties due to the properties of the material itself. Since the zinc oxide has a bandgap of 3.37 eV, when light having a wavelength (365 nm) or less of light corresponding to the bandgap of zinc oxide is incident on the zinc oxide, the light is absorbed by the zinc oxide. The wavelength range of the UV region that causes the greatest harm to the human body is 290 nm to 350 nm. In the case of zinc oxide, the wavelength band can be absorbed to prevent UV transmission.

본 발명에서 나노 구조체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 나노 섬유일 수 있다. 또한, 상기 나노 섬유는 나노와이어, 나노튜브 또는 나노막대로부터 선택되는 것일 수 있다. 본 발명에서는 상기 나노 구조체가 나노와이어일 수 있다. In the present invention, the type of nanostructure is not particularly limited, and may be, for example, nanofibers. In addition, the nanofibers may be selected from nanowires, nanotubes or nanorods. In the present invention, the nanostructures may be nanowires.

본 발명의 나노 구조체가 나노와이어로 이루어질 경우, 상기 나노와이어의 길이는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 nm 내지 500 nm일 수 있고, 바람직하게는 200 nm 내지 400 nm일 수 있다.When the nanostructure of the present invention is made of nanowires, the length of the nanowires is not particularly limited, and for example, may be 100 nm to 500 nm, preferably 200 nm to 400 nm.

또한, 여기서, 나노외이어의 평균 직경은 10 nm 내지 90 nm일 수 있으며, 바람직하게는 30 nm 내지 70 nm일 수 있다.Further, here, the average diameter of the nanowire may be 10 nm to 90 nm, preferably 30 nm to 70 nm.

상기 범위의 길이 내지 평균 직경에서 뒤에서 설명할 지방산 코팅이 용이하며, 또한, 자외선 차단, 반사방지 및 투과능력이 우수하다.
Fatty acid coating described later in the length to the average diameter of the range is easy, and also excellent in UV protection, antireflection and transmission ability.

본 발명의 소수성 시트에서 상기 나노 구조체의 표면은 지방산으로 코팅되어 있다. 상기 소수성 시트에서 나노 구조체의 표면의 금속 원자는 산의 작용기인 COO-와 화학적으로 강한 결합을 형성하고 있으며, 산의 말단기인 알킬기는 표면에 노출되어 있다. 상기 말단기인 알킬기는 표면에너지가 낮기 때문에 물과 나노 구조체의 표면과의 부착력이 줄어들게 되어 소수성을 지니게 된다. In the hydrophobic sheet of the present invention, the surface of the nanostructure is coated with fatty acid. In the hydrophobic sheet, metal atoms on the surface of the nanostructure form a chemically strong bond with COO − , an acid functional group, and an alkyl group, an end group of the acid, is exposed on the surface. Since the end group alkyl group has a low surface energy, the adhesion between water and the surface of the nanostructure is reduced to have hydrophobicity.

본 발명에서 나노 구조체의 표면에 코팅되는 지방산의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 탄소수가 10 이상인 지방산을, 바람직하게는 탄소수가 12 이상인 지방산을, 더욱 바람직하게는 탄소수가 16 이상인 지방산을, 가장 바람직하게는 탄소수가 18 이상인 지방산을 사용할 수 있다. The type of fatty acid coated on the surface of the nanostructure in the present invention is not particularly limited, for example, fatty acids having 10 or more carbon atoms, preferably fatty acids having 12 or more carbon atoms, more preferably fatty acids having 16 or more carbon atoms. Most preferably, fatty acids having 18 or more carbon atoms can be used.

소수성 표면의 형성은 지방산의 알킬기에 의존적이다. 상기 탄소수가 10 이상인 지방산으로 나노 구조체의 표면을 코팅할 경우 소수성의 표면을 형성할 수 있다. The formation of hydrophobic surfaces depends on the alkyl groups of the fatty acids. When the surface of the nanostructure is coated with fatty acids having 10 or more carbon atoms, a hydrophobic surface may be formed.

본 발명에서 가장 바람직하게 사용되는 탄소수가 18 이상인 지방산으로는 스테아르산(stearic acid), 올레익산(oleic acid), 리시놀레익산(ricinoleic acid), 바세닉산(vaccenic acid), 리놀레익산(linoleic acid), 알파리놀레닉산(alpha-linolenic acid, ALA), 감마리놀레닉산(gamma-linolenic acid, GLA), 아라키딕산(arachidic acid), 가도레익산(gadoleic acid), 아리치도닉산(arachidonic acid, AA), EPA, 비헤닉산(behenic acid), 에루식산(erucic acid), DHA 및 리노세릭산(lignoceric acid)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 스테아르산을 사용할 수 있다.
Fatty acids having 18 or more carbon atoms most preferably used in the present invention include stearic acid, oleic acid, ricinooleic acid, vaccenic acid and linoleic acid. acid), alpha-linolenic acid (ALA), gamma-linolenic acid (GLA), arachidic acid, gadoleic acid, arachidonic acid acid, AA), EPA, behenic acid, erucic acid, DHA and lignoceric acid can be used, preferably stearic acid can be used. have.

본 발명에 따른 소수성 시트를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 기재 상에 형성된 나노 구조체의 표면을 지방산으로 처리하여 상기 소수성 시트를 제조할 수 있다.The method for producing the hydrophobic sheet according to the present invention is not particularly limited, and for example, the hydrophobic sheet may be prepared by treating the surface of the nanostructure formed on the substrate with a fatty acid.

본 발명에서 기판 상에 나노 구조체의 형성은 이 분야에서 사용되는 일반적인 방법을 사용하여 형성할 수 있다. In the present invention, the formation of the nanostructure on the substrate may be formed using a general method used in the art.

여기서, 기재의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 앞에서 전술한 종류를 사용할 수 있으며, 유리 기판 등의 투명 기판을 사용하는 것이 좋다. Here, the kind of base material is not specifically limited, For example, the kind mentioned above can be used, It is good to use transparent substrates, such as a glass substrate.

또한, 나노 구조체의 종류 및 성분은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 앞에서 전술한 종류 및 성분을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 나노와이어 및 산화아연을 사용하는 것이 좋다. In addition, the kind and components of the nanostructures are not particularly limited, and for example, the above-described kinds and components can be used, and in the present invention, it is preferable to use nanowires and zinc oxide.

본 발명의 소수성 시트에서 나노 구조체로 나노와이어를 사용할 경우, 상기 나노와이어는 기재 상에 씨앗층을 형성하는 단계; 및When using nanowires as nanostructures in the hydrophobic sheet of the present invention, the nanowires comprises the steps of forming a seed layer on the substrate; And

상기 씨앗층 상에 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함하는 방법으로 형성될 수 있다. It may be formed by a method comprising the step of growing nanowires on the seed layer.

여기서, 씨앗층 및 나노와이어의 소재는 앞에서 전술한 종류를 제한없이 사용할 수 있다. Here, the seed layer and the material of the nanowire may be used without limitation the above-described kind.

본 발명에서 기재 상에 씨앗층의 형성은 이 분야에서 사용되는 일반적인 증착법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 본 발명에서는 스퍼터링 방법을 이용할 수 있다. In the present invention, the formation of the seed layer on the substrate may use a general deposition method used in the art, for example, the sputtering method may be used in the present invention.

상기 씨앗층을 형성함으로서 뒤이은 나노와이어의 형성을 용이하게 수행할 수 있다. By forming the seed layer can be easily followed by the formation of nanowires.

본 발명에서 씨앗층 상에 나노와이어를 성장시키는 방법은 이 분야에서 사용되는 일반적인 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 본 발명에서는 수열합성법을 이용하여 상기 나노와이어를 성장시킬 수 있다. In the present invention, the method for growing the nanowires on the seed layer may use a general method used in the art. For example, in the present invention, the nanowires may be grown using hydrothermal synthesis.

상기 씨앗층이 형성된 기재를 전구체 용액에 담지하면, 씨앗층 상에 나노와이어가 성장하게 된다. When the substrate on which the seed layer is formed is supported in the precursor solution, nanowires are grown on the seed layer.

여기서 전구체로는 질산아연6수화물, 염화아연 또는 아연아세테이트 등을 사용할 수 있다.
Herein, zinc nitrate hexahydrate, zinc chloride or zinc acetate may be used as the precursor.

본 발명에서 기재 상에 형성된 나노 구조체 표면의 지방산처리는 탄소수가 10 이상인 지방산을, 바람직하게는 탄소수가 12 이상인 지방산을, 더욱 바람직하게는 탄소수가 16 이상인 지방산을, 가장 바람직하게는 탄소수가 18 이상인 지방산을 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명에서는 상기 지방산으로 스테아르산을 사용할 수 있다. Fatty acid treatment of the surface of the nanostructure formed on the substrate in the present invention is preferably a fatty acid having 10 or more carbon atoms, preferably a fatty acid having 12 or more carbon atoms, more preferably a fatty acid having 16 or more carbon atoms, most preferably 18 or more carbon atoms. It can be carried out using fatty acids. In the present invention, stearic acid may be used as the fatty acid.

본 발명에서 지방산처리는 지방산을 함유하는 용매에 기판을 담지하여 이루어지며, 상기 나노 구조체의 표면을 지방산으로 처리하면, 산의 머리부에 있는 작용기인 COO-가 나노 구조체의 금속 원자와 화학적으로 강한 결합을 형성하고, 산의 말단기인 알킬부가 표면에 위치하게 된다. 상기 알킬부는 표면에너지가 낮기 때문에 물과 나노 구조체 표면의 부착력이 줄어들어 물이 나노 구조체 사이로 침투하기 어려워지고, 상기 원리에 의해 물방울은 구형 모양으로 표면에 형성하게 된다.
Fatty acid treatment in the present invention is carried out by supporting a substrate in a solvent containing a fatty acid, when the surface of the nanostructures are treated with fatty acids, COO -which is a functional group in the head of the acid is chemically strong with the metal atoms of the nanostructures A bond is formed and the alkyl moiety, the end group of the acid, is placed on the surface. Since the alkyl portion has a low surface energy, adhesion between the surface of the nanostructure and the water decreases, making it difficult for water to penetrate between the nanostructure, and water droplets form a spherical shape on the surface by the above principle.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

실시예Example 1: 투명 기판에 산화아연  1: Zinc Oxide on Transparent Substrate 나노와이어Nanowire 어레이의 제조 및 상기  Fabrication of the Array and Above 나노와이어Nanowire 상의  top 스테아르산의Stearic 증착 deposition

(1) 산화아연 (1) zinc oxide 나노와이어Nanowire 어레이의 제조 Fabrication of the Array

간단한 수열합성법(Hydrothermal method)을 이용하여 유리 기판 상에 형성된 산화아연 나노와이어 어레이를 제조하였다. 소다라임 글라스(20x20x2 mm3)를 기판으로 사용하였으며, 상기 기판 상에 RF 스퍼터링을 이용하여 150W, 8mtorr 및 실온에서 5분 동안 30~40nm의 산화아연(ZnO) 씨앗층을 성장시켰다. 그 뒤, 기판을 10 mM 질산아연6수화물(Zn(NO3)2·H2O, (순도 98%)) 수용액 및 농도 28%, 1mL의 암모니아 수용액을 혼합시킨 용액에 95℃에서 12시간 동안 담지하였다. 산화아연 나노와이어의 성장 후, 기판을 탈이온수로 헹구고, N2 블로우(blow)로 건조하였다. Zinc oxide nanowire arrays formed on glass substrates were prepared using a simple hydrothermal method. Soda-lime glass (20 × 20 × 2 mm 3 ) was used as a substrate, and a 30-40 nm zinc oxide (ZnO) seed layer was grown on the substrate using RF sputtering for 5 minutes at 150 W, 8 mtorr, and room temperature. Subsequently, the substrate was mixed with a 10 mM zinc nitrate hexahydrate (Zn (NO 3 ) 2 H 2 O, (purity 98%)) aqueous solution and a concentration of 28% and 1 mL aqueous ammonia solution for 12 hours at 95 ° C. It was supported. After growth of the zinc oxide nanowires, the substrate was rinsed with deionized water and dried with N 2 blow.

상기 기판의 표면 모폴로지(morphology), 구조, 화학적 상태를 전계방출 전자주사현미경 (FESEM; JEOL, Model JSM 330F)과 원자힘현미경(AFM)으로 관찰하였다.The surface morphology, structure, and chemical state of the substrate were observed by field emission electron scanning microscope (FESEM; JEOL, Model JSM 330F) and atomic force microscope (AFM).

도 1a 및 1b는 산화아연 씨앗층에 성장한 산화아연 나노와이어 어레이의 SEM 이미지를 보여준다. 상기 나노와이어는 약 300 nm의 길이 및 약 50 nm 범위의 직경을 지닌다.1A and 1B show SEM images of zinc oxide nanowire arrays grown on zinc oxide seed layers. The nanowires have a length of about 300 nm and a diameter in the range of about 50 nm.

도 1c는 상기 산화아연 나노와이어의 AFM 이미지를 보여준다. 도 1c에서 볼 수 있는 바와 같이, 표면 거칠기가 크고, RMS는 24.1 nm로 나타난다. 이러한 거칠기를 갖는 나노와이어가 유리 기판 전체적으로 분포해 있다.
1C shows an AFM image of the zinc oxide nanowires. As can be seen in FIG. 1C, the surface roughness is large and the RMS appears at 24.1 nm. Nanowires having such roughness are distributed throughout the glass substrate.

(2) 산화아연 (2) zinc oxide 나노와이어Nanowire 상의 지방산의 증착 Deposition of fatty acids on

표면 개질제(modifier)로서 지방산을 간단한 담금법(dipping method)에 의해 산화아연 나노 와이어 상에 증착하였다. (1)에서 제조된 산화아연 나노와이어가 형성된 기판을 스테아르산(stearic acid, SA), 헥산산(hexanoic acid) 또는 도데칸산(dodecan acid)을 각각 함유하는 5 mmol의 에탄올 용액에 상온에서 24시간 동안 담지하였다. Fatty acids as surface modifiers were deposited on the zinc oxide nanowires by a simple dipping method. The substrate on which the zinc oxide nanowires prepared in (1) were formed was subjected to 24 mmol of ethanol solution containing stearic acid, SA, hexanoic acid or dodecan acid at room temperature for 24 hours. It was supported during.

기판의 반사도와 투과도를 분광광도계(UV-vis spectrophotometer: Varianm Model Cary-5000)을 통해 측정하였다. 물 접촉각(CA; Contact Angle)은 대기압 조건의 접촉각 시스템 (Kruss, Model DSA-10)에 의해 탈이온수의 5 ㎕로 측정하였다.
Reflectivity and transmittance of the substrate were measured by a spectrophotometer (UV-vis spectrophotometer: Varianm Model Cary-5000). Water Contact Angle (CA) was measured by 5 μl of deionized water by a contact angle system (Kruss, Model DSA-10) under atmospheric pressure.

도 2는 스테아르산으로 코팅된 소수성 시트의 제작 과정을 도시하고, 유리 기판 표면(a), 산화아연 씨앗층(ZnO film) 표면(b), 나노와이어(ZnO NW) 표면(c) 및 스테아르산으로 코팅된 나노와이어(소수성 시트) 표면(d) 상의 물 접촉각(CA)를 보여준다. 유리 기판(a)의 물 접촉각은 85.6°로 소수성을 나타냈으며, 산화아연 씨앗층(b)의 물 접촉각은 34.0°로 친수성을 나타냈다. 이는 산화아연 표면의 히드록시 작용기에 의한 것이다. 씨앗층 상에 나노와이어를 성장시킨 후(c)의 물 접촉각은 8°로 초친수성을 나타냈다. 이는 수열법으로 합성된 산화아연 나노와이어의 표면은 친수성에 의해 물층이 흡착되며, 또한, 평평한 산화아연 씨앗층이 3차원 모세관 현상을 통해 물이 거친 표면 구조로 침투하는데 있어서 유리해지기 때문이다. 흡착된 물층은 표면 상에 OH 작용기를 생성하고, 초친수성 젖음 상태를 유도한다. 스테아르산으로 코팅된 산화아연 나노와이어 기판(d)의 접촉각은 159.2°로 구형에 근접한 물방울을 보였고, 대기압 및 자연광 하에서 1달 후에 접촉각의 뚜렷한 변화가 관찰되지 않을 정도로 지속적인 소수성을 가졌다.FIG. 2 shows the manufacturing process of the hydrophobic sheet coated with stearic acid, the glass substrate surface (a), zinc oxide seed layer (ZnO film) surface (b), nanowire (ZnO NW) surface (c) and stearic acid Water contact angle (CA) on the nanowire (hydrophobic sheet) surface d coated with The water contact angle of the glass substrate (a) was hydrophobic at 85.6 °, and the water contact angle of the zinc oxide seed layer (b) was hydrophilic at 34.0 °. This is due to the hydroxy functionality on the zinc oxide surface. After the nanowires were grown on the seed layer (c), the water contact angle showed superhydrophilicity at 8 °. This is because the surface of the zinc oxide nanowires synthesized by the hydrothermal method is adsorbed by the water layer by hydrophilicity, and the flat zinc oxide seed layer is advantageous in penetrating the rough surface structure of water through the three-dimensional capillary phenomenon. The adsorbed water layer produces OH functional groups on the surface and induces a superhydrophilic wetting state. The contact angle of the zinc oxide nanowire substrate (d) coated with stearic acid showed droplets close to the sphere at 159.2 °, and had persistent hydrophobicity so that no noticeable change in contact angle was observed after one month under atmospheric pressure and natural light.

도 3은 물방울이 스테아르산으로 코팅된 소수성 시트에서 소수성을 나타내는 사진이다. 상기 사진에서 나타나듯이, 물은 소수성 시트에 부착되지 않는다.
3 is a photograph showing hydrophobicity in a hydrophobic sheet coated with stearic acid with water droplets. As shown in the photo above, water does not adhere to the hydrophobic sheet.

도 4는 산처리시 사용한 지방산의 탄소수에 따른 물 접촉각의 변화를 나타내는 그래프이다. 탄소수가 6인 지방산(ex. 헥산산)의 경우 물 접촉각은 48.5°, 탄소수가 12인 지방산(ex. 도데칸산)의 경우 물 접촉각은 82.2° 및 탄소수가 18인 지방산(ex. 스테아르산)의 경우 물 접촉각은 159.2°로, 지방산의 탄소수가 증가할수록, 소수성이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 탄소수가 18 이상인 지방산(ex.스테아르산)에서 물방울의 형상이 구형으로 나타나며, 초소수성 표면이 형성된다.
4 is a graph showing the change of water contact angle according to the carbon number of fatty acids used in acid treatment. For fatty acids having 6 carbon atoms (ex. Hexanoic acid), the water contact angle is 48.5 °; for fatty acids having 12 carbon atoms (ex. Dodecanoic acid), the water contact angle is 82.2 ° and for 18 fatty acids (ex. Stearic acid). In this case, the water contact angle is 159.2 °, and as the carbon number of the fatty acid increases, the hydrophobicity increases. That is, as can be seen in the graph, in the fatty acid (ex. Stearic acid) having 18 or more carbon atoms, the water droplets appear spherical, and a superhydrophobic surface is formed.

실험예Experimental Example 1 : 투과도 및  1: transmittance and UVUV 차단 특성 실험 Blocking characteristic experiment

실온의 대기 조건에서 UV에서 가시광선까지 해당하는 파장의 빛을 표면에 조사하여 빛의 양을 검출기를 통해 확인하였다. 이 때, 입사된 빛의 각도는 12°이며, 거울반사모드 (specular reflection mode)를 통해 관측하였다.The amount of light was checked through a detector by irradiating the surface with light of a wavelength corresponding to UV to visible light in the atmospheric conditions of room temperature. At this time, the angle of the incident light is 12 °, it was observed through a specular reflection mode (specular reflection mode).

도 5의 파장에 따른 투과도의 변화를 나타내는 그래프로서, (a)는 유리 기판, (b)는 산화아연 박막이 형성된 유리 기판 및 (c)는 스테아르산으로 코팅된 소수성 시트의 투과도를 보여준다. 상기 그래프의 (c)에 의해 산화아연의 밴드갭에 해당하는 에너지의 파장(365nm) 이하의 빛의 파장의 투과도가 현저하게 줄어 들었음을 알 수 있다. As a graph showing the change in transmittance according to the wavelength of FIG. 5, (a) shows a glass substrate, (b) shows a glass substrate on which a zinc oxide thin film is formed, and (c) shows a transmittance of a hydrophobic sheet coated with stearic acid. It can be seen from (c) of the graph that the transmittance of the wavelength of light below the wavelength of energy (365 nm) corresponding to the band gap of zinc oxide is significantly reduced.

나노와이어의 구조와 산화아연의 물성에 따른 투과도의 변화는 유리 기판 및 스테아르산 처리된 소수성 시트의 투과도 비교를 통해 알 수 있다. 유리 기판(a)의 경우, 가시광선 영역에서 투과도가 90%정도로 나타나지만, 인체에 유해한 가시광선 근처의 UV 파장의 빛은 흡수하지 못하는 것을 그래프를 통해 확인할 수 있다. 그뿐 아니라 약 430nm부터는 가시광선 전체 영역에서 소수성 시트(c)의 투과도가 더 높게 나타난다. 일반적으로 굴절률이 다른 계면에서는 프레넬(Fresnel) 반사가 일어나며, 미세구조에 의한 반사 방지는 표면으로부터 매질 내로 굴절률이 점차적으로 변하는 것을 이용하여 프레넬 반사를 줄이는 것이다. 상기 원리를 이용하여 산화아연 나노구조는 가시광선 전 영역에 이 같은 반사를 줄여 투과도를 향상시키는 것이다.The change in the permeability according to the structure of the nanowires and the properties of zinc oxide can be seen by comparing the permeability of the glass substrate and the stearic acid treated hydrophobic sheet. In the case of the glass substrate (a), the transmittance is about 90% in the visible light region, but it can be confirmed through the graph that the light of the UV wavelength near the visible light harmful to the human body is not absorbed. In addition, from about 430 nm, the transmittance of the hydrophobic sheet (c) is higher in the entire visible light region. In general, Fresnel reflection occurs at interfaces having different refractive indices, and the anti-reflection by microstructure is to reduce Fresnel reflection by using a gradual change in refractive index from the surface into the medium. By using the above principle, the zinc oxide nanostructure improves transmittance by reducing such reflection in the entire visible light region.

2차원 구조의 평면의 경우 계면과 계면이 늘어날수록 입사된 빛의 반사가 계면 사이에서 증가하면서 반사도가 증가한다. 도 5의 산화아연 나노와이어의 파장에 따른 투과도를 통해, UV 영역에서 가시광선영역까지 투과도가 유리에 비해 감소되었으며, UV영역에서 차단 특성을 보이는 것을 알 수 있다.
In the case of a plane having a two-dimensional structure, as the interface and the interface increase, the reflectance of the incident light increases between the interfaces and the reflectivity increases. Through the transmittance according to the wavelength of the zinc oxide nanowire of Figure 5, it can be seen that the transmittance from the UV region to the visible light region is reduced compared to the glass, showing a blocking characteristic in the UV region.

실험예Experimental Example 2: 산화아연  2: zinc oxide 나노와이어Nanowire 표면에서 반사방지특성 Antireflection property on the surface

일반적으로 공기와 박막간의 반사를 완전히 줄이기 위해서는 두 가지 조건을 만족하여야 한다. 박막, 기판 및 공기의 굴절률이 각각 nf, ns, n0라고 할 때, nf=(nsn0)1/2 조건을 만족하고, 박막의 두께가 입사된 빛의 파장의 1/4이 되어야 한다. 특히, 유리 기판의 경우, 기판과 공기의 굴절률이 각각 1.52, 1이기 때문에 반사가 거의 일어나지 않으려면 박막의 굴절률은 1.23이 되어야 한다. 그러나 많은 유기 및 무기물질 중에서 가장 낮은 굴절률은 약 1.35로 상기 조건을 만족시킬 수 없기 때문에 반사방지막을 만들기 위해 다공성 구조, 나노 구조를 이용하여야 한다.In general, two conditions must be met to completely reduce the reflection between air and thin film. The refractive indices of the thin film, the substrate and the air are n f , n s , When n 0 , n f = (n s n 0 ) 1/2 is satisfied, and the thickness of the thin film must be 1/4 of the wavelength of the incident light. In particular, in the case of a glass substrate, since the refractive indices of the substrate and the air are 1.52 and 1, respectively, the refractive index of the thin film should be 1.23 so that reflection hardly occurs. However, since the lowest refractive index among many organic and inorganic materials is about 1.35, the above conditions cannot be satisfied, a porous structure and a nano structure should be used to make an antireflection film.

산화아연의 굴절률은 2.0으로 표면에 박막형태로 유리에 도포될 경우, 반사도는 유리기판보다 더욱 높아진다. 그러나 본 발명에서 제시된 산화아연 나노와이어의 기하학적인 구조는 나방의 망막과 비슷한 구조로 되어 있고, 이 같은 구조적 특징은 계면에서 빛의 반사도를 줄이고 투과도를 높인다.
The refractive index of zinc oxide is 2.0, and when applied to glass in the form of a thin film on the surface, the reflectivity becomes higher than that of the glass substrate. However, the geometrical structure of the zinc oxide nanowires presented in the present invention has a structure similar to that of the moth's retina, and this structural feature reduces light reflectance and transmittance at the interface.

도 6은 파장에 따른 반사도를 나타내는 그래프로서, (a)는 유리 기판, (b)는 스테아르산으로 코팅된 소수성 시트 및 (c)는 매트릭스 이론을 이용하여 예측된 반사도를 나타낸다. FIG. 6 is a graph showing reflectivity according to wavelength, in which (a) is a glass substrate, (b) is a hydrophobic sheet coated with stearic acid, and (c) is a reflectivity predicted using matrix theory.

도 6에 나타난 바와 같이, 소수성 시트(b), 즉 산화아연 나노와이어 표면에서의 반사도는 가시광선 영역에서 유리 기판(a)보다 낮게 나타난다. 이는 표면의 거칠기가 증가할수록 표면에 도달한 빛이 임계각도 이하로 입사되기 때문에 상기와 같은 특성이 나타나는 것이다. 이 같은 특성은 도 7의 사진을 통해 직접 확인할 수 있다. 특정각도에서 반사되는 빛은 산화아연 나노와이어 표면(ZnO nanowire)에서는 거의 나타나지 않고 유리 기판(Glass)과 산화아연 박막이 형성된 기판(ZnO nanofilm)에서 나타난다. 특히 유리 기판보다 나노박막이 형성된 유리기판에서 반사가 더 잘 일어난다.As shown in FIG. 6, the reflectivity at the surface of the hydrophobic sheet (b), ie, zinc oxide nanowires, appears to be lower than that of the glass substrate (a) in the visible region. This is because, as the roughness of the surface increases, light reaching the surface is incident at a critical angle or less. Such characteristics can be directly confirmed through the photograph of FIG. 7. Light reflected at a certain angle is hardly seen on the surface of the zinc oxide nanowire (ZnO nanowire), but appears on a glass substrate (ZnO nanofilm) on which glass and a zinc oxide thin film are formed. In particular, reflection occurs better in a glass substrate having a nano thin film than a glass substrate.

측정된 반사도를 특성 매트릭스 이론(Characteristic Matrix Theory, CMT)를 사용하여 예측된 반사도(c)와 비교하였다. CMT를 기반으로 예측된 반사도는 측정값과 잘 대응된다. CMT에 의한 시뮬레이션은 나노 구조의 두께 320 nm, 굴절률 1.61로 계산되었고, 실제 실험값인 나노와이어 길이 약 300 nm와 거의 일치하였다. 상기와 같은 시뮬레이션 결과에 의하면 산화아연 나노와이어의 길이 조절 및 밀도 조절을 통해 반사방지 특성을 개선할 수 있다.
The measured reflectivity was compared with the predicted reflectivity (c) using the Characteristic Matrix Theory (CMT). The predicted reflectivity based on CMT corresponds well to the measured value. Simulation by CMT was calculated with a nanostructure thickness of 320 nm and a refractive index of 1.61, which is in close agreement with the actual experimental nanowire length of about 300 nm. According to the simulation results as described above, the antireflection property can be improved by adjusting the length and density of the zinc oxide nanowires.

Claims (16)

기재; 및
상기 기재 상에 형성되고, 표면이 지방산으로 코팅된 나노 구조체를 포함하는 소수성 시트.
materials; And
A hydrophobic sheet formed on the substrate and comprising a nanostructure surface coated with a fatty acid.
제 1 항에 있어서, 소수성 시트는 물 접촉각이 70°이상인 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the hydrophobic sheet has a water contact angle of 70 ° or more.
제 1 항에 있어서, 소수성 시트는 가시광선 영역에서 기재보다 반사도가 낮은 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the hydrophobic sheet has a lower reflectance than the substrate in the visible region.
제 1 항에 있어서, 소수성 시트는 가시광선 영역에서 기재보다 투과도가 높은 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the hydrophobic sheet has a higher transmittance than the substrate in the visible region.
제 1 항에 있어서, 소수성 시트는 자외선 영역의 빛을 차단하는 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the hydrophobic sheet blocks light in the ultraviolet region.
제 1 항에 있어서, 기재는 광투과도가 80% 이상인 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the substrate has a light transmittance of 80% or more.
제 1 항에 있어서, 나노 구조체는 밴드갭이 3.1 eV 이상인 금속 산화물을 포함하는 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the nanostructure comprises a metal oxide having a band gap of at least 3.1 eV.
제 1 항에 있어서, 나노 구조체는 이산화티탄, 산화아연, 이산화규소, 이산화세륨 및 산화바나듐로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함하는 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the nanostructure comprises at least one component selected from the group consisting of titanium dioxide, zinc oxide, silicon dioxide, cerium dioxide and vanadium oxide.
제 1 항에 있어서, 나노 구조체는 나노 섬유인 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the nanostructures are nanofibers.
제 9 항에 있어서, 나노 섬유는 나노와이어, 나노튜브 또는 나노막대인 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 9, wherein the nanofibers are nanowires, nanotubes, or nanorods.
제 10 항에 있어서, 나노와이어의 길이는 100 nm 내지 500 nm이고, 평균 직경은 10 nm 내지 90 nm인 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 10, wherein the nanowires have a length of 100 nm to 500 nm and an average diameter of 10 nm to 90 nm.
제 1 항에 있어서, 지방산은 탄소수가 10 이상인 소수성 시트.
The hydrophobic sheet of claim 1, wherein the fatty acid has 10 or more carbon atoms.
제 12 항에 있어서, 지방산은 스테아르산인 소수성 시트.
13. The hydrophobic sheet of claim 12, wherein the fatty acid is stearic acid.
기재 상에 형성된 나노 구조체의 표면을 지방산으로 처리하는 단계를 포함하는 소수성 시트의 제조 방법.
A method of producing a hydrophobic sheet comprising treating a surface of a nanostructure formed on a substrate with a fatty acid.
제 14 항에 있어서, 기재 상에 형성된 나노 구조체는 기재 상에 나노와이어를 형성하여 제조되는 소수성 시트의 제조 방법.
The method of claim 14, wherein the nanostructure formed on the substrate is prepared by forming nanowires on the substrate.
제 15 항에 있어서, 기재 상에 나노와이어의 형성은 기재 상에 씨앗층을 형성하는 단계; 및
상기 씨앗층 상에 나노와이어를 형성하는 단계를 포함하는 방법으로 이루어지는 소수성 시트의 제조 방법.
The method of claim 15, wherein forming nanowires on the substrate comprises: forming a seed layer on the substrate; And
Method of producing a hydrophobic sheet consisting of a method comprising forming a nanowire on the seed layer.
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