KR20190108748A - 초발액성 표면 및 이의 제조방법 - Google Patents

초발액성 표면 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초발액성 표면 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 형성된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 상에 금속 증착 방식에 의하여 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착함으로써, 초발액성 표면을 제조하고, 이를 이용하여 표면 장력(surface tension)이 극도로 낮은 액체(<15 mN/m)의 경우에도, 150 도 이상의 높은 접촉각을 형성하는 표면을 구현하는 기술에 관한 것이다. 특히, 다양한 형태 변형에서도 액적 형태를 그대로 유지하며, 기존의 초발액성 표면 구현 조건인 자가조립 단분자막(self-assembly monolayer) 코팅 없이 제조할 수 있는 표면의 구현 방법에 관한 것이다.

Description

초발액성 표면 및 이의 제조방법{Super-repellent surface and preparation method thereof}
본 발명은 초발액성 표면 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 형성된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 상에 금속 증착 방식에 의하여 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착함으로써, 초발액성 표면을 제조하고, 이를 이용하여 표면 장력(surface tension)이 극도로 낮은 액체(<15m N/m)의 경우에도, 150 도 이상의 높은 접촉각을 형성하는 표면을 구현하는 기술에 관한 것이다. 특히, 다양한 형태 변형에서도 액적 형태를 그대로 유지하며, 기존의 초발액성 표면 구현 조건인 자가조립 단분자막(self-assembly monolayer) 코팅 없이 제조할 수 있는 표면의 구현 방법에 관한 것이다.
초발액성 표면은 최근 빙결 방지, 열 전달, 부식 방지 등의 많은 응용 분야를 가지고 있어서 크게 주목을 받고 있다. 이러한 초발액성 표면을 제작하기 위해서는 미세구조를 제작할 수 있는 기술과 제작된 구조물에 자가조립 단분자막 등의 표면 에너지를 낮춰주는 작업이 필요하다. 초기의 초발액성 표면은 연꽃 잎 구조를 모사한, 초소수성 표면(superhydrophobic surface)에 집중되었다. 하지만, 기존의 초소수성 표면은 상온에 존재하는 액체 중 표면장력이 매우 높은 액체인 물(72 mN/m) 정도의 액체만을 높은 접촉각을 유지한 채, 젖지 않는 특징이 있어서 수용액(solution), 오일에 섞인 물 등의 액체에는 표면이 쉽게 오염되고, 물보다도 표면장력이 낮은 액체인 알코올, 오일 류 등에는 쉽게 젖는 특징이 존재한다.
이에 초소수성 표면의 한계를 넘어서 물 이외의 낮은 표면장력을 가지는 액체에도 젖지 않는 특성을 가지는 초소유성 표면(superoleophobic surface)에 대한 연구가 진행되었다. 초소유성 표면을 구현하기 위해서는 크게 두 가지의 조건이 충족 되어야 하는데, 첫 번째로는 기존 초소수성 표면과 마찬가지로 자가조립 단분자막 코팅기술을 통해서, 표면 자체의 표면 에너지를 낮춰주는 작업이 필요하다. 두 번째로는 요각 구조(reentrant structure)로 표현되는, 특수한 구조의 구현이다. 이러한 두 조건을 만족하는 표면들로 표면장력이 낮은 알코올, 오일류 등의 액체를 밀어내는데 성공하였는데, 화학적/물리적 손상으로 인해 자가조립 단분자막 코팅이 벗겨질 시, 초발액성 특징을 잃어버리는 한계가 존재한다.
최근에 실리콘 기판에, 이중 요각 구조(doubly-reentrant structure)의 패터닝을 통하여 자가조립 단분자막 코팅 없이도 낮은 표면장력을 가지는 액체까지 젖지 않는 초발액성 표면이 보고된 바 있으나, 이 역시 강도가 약해 깨지기 쉽고, 기계적 변형이 되지 않는 실리콘 기판으로만 제작할 수 있다는 명확한 한계가 존재한다. 이에, 자가조립 단분자막 코팅과 같은 추가적인 코팅기술이 필요하지 않은 동시에, 실리콘 기판과 같은 기계적 자극에 약한 기판이 아닌, 폴리머와 같이 기계적 자극과 변형에도 강한 표면 구현기술 개발이 필수적이다.
따라서, 본 발명자는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 형성된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 상에 금속 증착 방식에 의하여 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착함으로써, 초발액성 표면을 제조할 수 있으면, 이를 이용하여 표면 장력(surface tension)이 극도로 낮은 액체(<15 mN/m)의 경우에도, 150 도 이상의 높은 접촉각을 형성하는 표면을 구현할 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
특허문헌 1. 한국 공개특허 공보 제10-2012-0057539호 특허문헌 2. 한국 공개특허 공보 제10-2012-0005224호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 형성된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 상에 금속 증착 방식에 의하여 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착함으로써, 초발액성 표면을 제조하고, 이를 이용하여 표면 장력(surface tension)이 극도로 낮은 액체(<15 mN/m)의 경우에도, 150 도 이상의 높은 접촉각을 형성하는 표면을 구현하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판; 및 상기 평평한 T자형 버섯 구조의 패턴 상에 금속 증착을 통하여 각각 형성된, 아래로 휜 버섯 갓 구조;를 포함하는 초발액성 표면에 관한 것이다.
본 발명의 다른 측면은 본 발명에 따른 초발액성 표면을 포함하는 랩온어칩에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 (A) 평평한 T 자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판을 형성하는 단계; 및 (B) 상기 평평한 버섯 구조의 패턴 각각의 상부에 금속을 증착하는 단계;를 포함하는 초발액성 표면의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 형성된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 상에 금속 증착 방식에 의하여 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착함으로써, 초발액성 표면을 제조하고, 이를 이용하여 표면 장력(surface tension)이 극도로 낮은 액체(<15 mN/m)의 경우에도, 150 도 이상의 높은 접촉각을 형성하는 표면을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조예 1 및 실시예 1로부터 초발액성 표면이 형성되는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1로부터 제조된 초발액성 표면의 (a) 실사 (b),(c) 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 3은 본 발명의 (a) 제조예 1로부터 제조된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 PDMS 기판 및 (b) 실시예 1로부터 제조된 초발액성 표면 위에서의 액체들(물, 50중량% 에탄올 수용액)의 젖음 정도 비교 이미지, 및 액체 지탱 원리 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1로부터 제조된 초발액성 표면 위에서의 다양한 표면장력을 가지는 액체들(물, 식물성 기름, 에탄올)의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1로부터 제조된 초발액성 표면의 (a) 스트레칭 전/후 변화하는 패턴의 간격을 비교한 이미지 (b) 스트레칭 비율(0%~50%)에 따라 나타나는 접촉각(이론값, 측정값)과 기울기각을 나타낸 그래프, 및 (c) 1000 번의 반복적인 스트레칭(0% ↔ 50%)에 따른 접촉각 및 기울임각을 나타낸 그래프이다.
도 6은 (a) 비교예 1의 알루미늄 기판 (b) 제조예 1로부터 제조된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 PDMS 기판 및 (c) 실시예 1로부터 제조된 초발액성 표면을, O2 플라즈마를 통해 표면 에너지를 높였을 때 나타나는 젖음성 관찰 이미지이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판; 및 상기 평평한 T자형 버섯 구조의 패턴 상에 금속 증착을 통하여 각각 형성된, 아래로 휜 버섯 갓 구조;를 포함하는 초발액성 표면에 관한 것이다.
종래의 초발액성 표면 구현기술은 마이크로 크기의 요각 구조로 패턴된 표면 위에 자가조립 단분자막 코팅으로 표면 에너지를 낮춰주는 기술을 통해 구현되었기 때문에, 화학적/물리적 손상으로 인해 코팅이 벗겨질 시, 초발액성 특징을 잃어버리는 한계가 존재하였다. 최근, 실리콘 기판에 이중 요각 구조(doubly-reentrant structure)의 패터닝을 통하여 자가조립 단분자막 코팅 없이도 낮은 표면장력을 가지는 액체까지 젖지 않는 초발액성 표면이 보고된 바 있으나, 이 역시 강도가 약해 깨지기 쉽고, 변형이 되지 않는 실리콘 기판으로만 제작할 수 있다는 명확한 한계가 존재한다.
본 발명에서는 이러한 초발액성 표면 구현기술의 한계를 극복하기 위하여, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 형성된 폴리머 마이크로 구조 위에 열증착(thermal evaporation) 방식으로 금속을 증착하고, 금속과 폴리머 간 서로 다른 잔류 응력(residual stress)에 의해 버섯 갓(cap) 부분의 휘어짐을 유도하였다. 이를 통해서 기존의 초발액성 표면 구현 조건 중 하나인 자가조립 단분자막 코팅 없이도 초발액성 표면을 쉽게 구현할 수 있게 되었다. 또한, 개발된 초발액성 표면이 폴리머 기반이기 때문에, 기존의 초발액성 표면들과 다르게 여러 물리적 자극 및 변형에도 그 성능을 잃지 않는 장점이 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 신축성 폴리머는 polyurethane, poly(dimetylsiloxane)(PDMS), (poly(styrene-ethylene/butylene-styrene) (SEBS), polyvinylidenefluoride(PVDF), nitrile butadiene rubber(NBR), poly(styrene-isoprene-styrene)(SIS), poly(styrene-butadiene-styrene)(SBS), polyurethane acrylate (PUA) 및 perfluoropolyether (PFPE) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 바람직하게는 PDMS있다. 또한, 상기 금속은 알루미늄일 수 있다. 특히, 알루미늄이 아닌 갈륨, 인듐, 탈륨, 주석, 납, 아연, 구리, 니켈, 금 및 은 등의 금속은 상기 패턴 상에 증착 시 아래 방향이 아닌 윗 방향으로 휜 버섯 갓 구조가 형성되는 특성이 있기 때문에 알루미늄 금속과 동일한 효과를 얻을 수 없음을 확인하였다.
상기 신축성 폴리머로 PDMS, 상기 금속으로 알루미늄을 사용함과 동시에, 상기 패턴의 간격이 1 내지 500 μm이고, 상기 알루미늄의 높이가 10 내지 100 nm일 경우에는 1000 회 이상 반복 굽힘하여도 성능 감소는 일어나지 않아 내구성이 매우 우수함을 확인하였다. 반면, 다른 종류의 신축성 폴리머 및 금속을 사용하거나, 다른 종류의 신축성 폴리머 및 금속을 사용함과 동시에, 상기 패턴의 간격 및 알루미늄 높이 수치 범위를 벗어날 경우에는 300 회 이상 반복 굽힘에 의해 성능 감소가 현저히 일어남을 확인하였다.
본 발명의 다른 측면은 본 발명에 따른 초발액성 표면을 포함하는 랩온어칩에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초발액성 표면은 화학적/물리적 손상에 의한 성능 저하가 적고, 다양한 기계적 변형에도 그 성능을 잃지 않기 때문에, 마이크로 리액터 (microreactor)등의 랩온어칩 분야에 활용할 수 있어, 큰 산업적 가능성을 가진다.
본 발명의 또 다른 측면은 (A) 평평한 T 자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판을 형성하는 단계; 및 (B) 상기 평평한 버섯 구조의 패턴 각각의 상부에 금속을 증착하는 단계;를 포함하는 초발액성 표면의 제조방법에 관한 것이다.
일 구현예에 따르면, 상기 (A) 단계는, (a) 기판 상에 포토레지스트를 코팅하는 단계; (b) 상기 포토레지스트 위에 닷 패턴(dot-pattern)된 섀도우 마스크를 정렬하여 1차 노광(exposure)하는 단계; (c) 상기 1차 노광된 포토레지스트를 뒤집어 기판 상에 2차 노광한 후, 현상하는 단계; (d) 상기 현상된 포토레지스트 몰드에 신축성 폴리머 용액을 투입한 후 경화시키는 단계; 및 (e) 상기 포토레지스트 몰드 및 기판을 제거하는 단계;를 통하여 수행될 수 있다.
구체적인 예로, 상기 (a) 단계에서 상기 기판은 투명한 소재의 기판이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 유리 기판이 사용될 수 있다. 상기 유리 기판 위에 포토레지스트를 500 내지 2000 rpm의 속도로 스핀코팅한 후, 80 내지 100 ℃에서 1 내지 10 분간 소프트 베이킹 공정을 수행할 수 있다. 20 내지 80 μm의 두께의 포토레지스트를 형성하기 위하여 스핀코팅 및 베이킹 공정을 반복적으로 추가 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 (b) 단계는 상기 코팅된 포토레지스트 상에 닷 패턴(dot-pattern)된 섀도우 마스크를 정렬하여 1차 UV 노광을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 (c) 단계는 기판 아래 쪽에 얇은 막의 현상을 유도하기 위하여(버섯 갓 구조를 유도하기 위하여) 상기 1차 노광된 포토레지스트를 뒤집어 기판 상에 1 내지 10 초, 바람직하게는 1 내지 5 초, 더욱 바람직하게는 1 내지 2초간 짧게 2차 UV 노광하여 수행할 수 있다. 이때 UV 투과도가 높은 기판을 사용하여야 기판 뒷면에 2차 노광을 수행할 때 UV가 기판 아랫면 포토레지스트 부분까지 영향을 미칠 수 있다. 이후 0.1 내지 1 중량% 수산화나트륨 수용액을 이용하여 현상을 진행하여 포토레지스트 몰드는 수득할 수 있다.
다음으로, 상기 (d) 단계에서 상기 신축성 폴리머는 polyurethane, poly(dimetylsiloxane)(PDMS), (poly(styrene-ethylene/butylene-styrene) (SEBS), polyvinylidenefluoride(PVDF), nitrile butadiene rubber(NBR), poly(styrene-isoprene-styrene)(SIS), poly(styrene-butadiene-styrene)(SBS), polyurethane acrylate (PUA) 및 perfluoropolyether (PFPE) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 바람직하게는 PDMS일 수 있다. 경화제 및 상기 PDMS 용액이 1 : 3 내지 10의 비율로 혼합된 용액을, 상기 포토레지스트 몰드에 투입한 후 폴리머 내에 가스 제거 (degassing) 공정을 수행하고, 50 내지 100 ℃ 오븐에서 30 내지 120 분 동안 경화시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 (e) 단계는 에탄올 용매를 이용하여 포토레지스트를 녹여내고, PDMS로부터 상기 유리 기판을 제거함으로써, 평평한 T 자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판을 수득할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 (B) 단계는 열증착(Thermal evaporation)에 의해 수행될 수 있다. 열증착 방식을 통한 금속 증착을 하게 되면, 금속 증착 두께에 따라서 잔류 응력에 의한 휘어짐 정도를 조절하여, 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착할 수 있다.
특히, 하기 실시예 또는 비교예 등에는 명시적으로 기재하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초발액성 표면의 제조방법에 있어서, 다양한 기판, 신축성 폴리머 및 금속 종류에 대하여, 상기 (a) 단계의 코팅방법, 상기 기판 상에 코팅되는 포토레지스트의 두께, 상기 현상에 사용되는 현상액, 상기 (B) 단계의 증착 방법 및 상기 금속의 증착 높이를 달리하여 초발액성 표면을 제조하였고, 이에 대하여 1000 회 비틀림 강도를 측정하였으며, 주사전자현미경(SEM)을 통하여 증착된 금속의 유실 여부 및 외부 표면의 거칠기를 확인하였다.
그 결과, 다른 종류의 기판, 신축성 폴리머 및 금속과 다른 조건에서와는 달리, 아래 조건이 모두 만족하였을 때 1000 회 비틀림 강도 측정 후에도 전혀 파괴되지 않고, 증착된 금속의 유실이 전혀 관찰되지 않을 뿐만 아니라, 외부 표면의 거칠기 변화 및 결점이 전혀 관찰되지 않았다.
(ⅰ) 기판은 유리, (ⅱ) 신축성 폴리머는 PDMS, (ⅲ) (a) 단계의 코팅은 스핀코팅, (ⅳ) 기판 상에 코팅되는 포토레지스트의 두께는 30 내지 35 μm, (ⅴ) 현상에 사용되는 현상액은 0.3 내지 0.6 중량% 수산화나트륨 수용액, (ⅵ) 금속은 알루미늄, (ⅶ) (B) 단계는 열증착에 의해 수행, (ⅷ) 알루미늄의 증착 높이는 45 내지 55 nm.
다만, 상기 조건 중 어느 하나라도 충족되지 않는 경우에는 300 회 이상 비틀림 강도 측정에 따른 금속의 유실이 관찰되었을 뿐만 아니라, 외부 표면에 상당한 결점 및 거칠기 변화가 관측되었다.
이하에서는 본 발명에 따른 제조예 및 실시예를 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명한다.
<실시예>
제조예 1: 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 PMDS 기판의 제조
세척된 슬라이드 글래스 기판 위에 포지티브 포토레지스트(AZ P4620)를 1000 rpm으로 스핀코팅 하고, 핫플레이트 위에서 100 ℃로 5 분간 소프트 베이킹 공정을 진행하였다. 이 후, 30 μm 이상의 필름 두께를 형성하기 위해서 스핀코팅 및 소프트 베이킹 공정을 한 번 더 진행하였다. 만들어진 기판상 포토레지스트에 닷 패턴(Dot-pattern)된 섀도우 마스크를 놓고 UV 노광을 진행하고, 현상 과정 중 기판 아래 쪽 얇은 막의 현상을 유도하기 위하여 (버섯의 갓 모양을 유도하기 위하여), 기판을 뒤집어 1~2 초간 짧게 UV 노광을 한 번 더 진행하였다. UV 투과도가 높은 글래스 기판을 사용하였기 때문에, 기판 뒷면을 노광 했을 때, UV가 기판 아랫면 포토레지스트 부분까지 영향을 미친다. 이 후, 0.5 wt% NaOH 용액을 이용하여 현상과정을 진행하고, 버섯모양 몰드를 얻었다.
완성된 포토레지스트 기반 몰드에, 기본 용액과 경화제가 5:1 비율로 잘 섞인 polydimetylsiloxane(PDMS) 용액을 200 mg 붓고, 20 분간 폴리머 내의 가스 제거 (degassing) 공정을 진행하였다. 이 후, 오븐에서 80 ℃로 1 시간 경화시킨 다음, 에탄올 (Ethanol) 용매에 포토레지스트를 녹여 내고, PDMS 기판을 벗겨내어, 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 PDMS 기판을 제조하였다.
실시예 1: 초발액성 표면의 제조
상기 제조예 1로부터 제조된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 PDMS 기판에 알루미늄 금속을 이베포레이터 열증착 방식을 이용하여, 50 nm 증착하였다. 증착 과정에서 알루미늄 고유의 특성인 음의 잔류 응력(Negative residual stress)에 의해 버섯 갓이 PDMS 방향(기판 쪽)으로 휘게 되고, 이를 통해 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속이 형성된 초발액성 표면을 제조하였다.
<시험예>
시험예 1: 접촉각 실험
상기 실시예 1 및 제조예 1에 따른 패턴된 기판 위에서의 접촉각 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 3 및 4에 나타내었다. 도 3을 살펴보면, 제조예 1(a)의 경우에는 ~32 mN/m 이상의 표면장력을 가지는 액체(물)까지만 150도 이상의 높은 접촉각을 유지한 채 밀어낼 수 있었던 반면, 실시예 1(b)의 경우, 현저히 작은 표면장력을 갖는 50 중량% 에탄올 수용액에 대해서도 150도 이상의 높은 접촉각을 나타냄을 확인할 수 있으며, 또한 도면에는 명시되어 있지 않지만, 자연에 존재하는 액체 중 가장 표면장력이 최저 수준인 14.8 mN/m(FC-770; 3M사 불소화 용액)까지도 젖지 않음을 확인하였다.
시험예 2: 스트레칭에 따른 성능 분석 (젖음성 변화 분석)
상기 실시예 1을 단일 방향으로 50%까지 스트레칭을 가했을 때, 변하는 젖음 현상을 관찰하였고, 이를 도 5에 나타내었다. 스트레칭을 가해주게 되면, 필러 기둥이 없는 부분에 힘이 집중되어, 필러 사이의 간격이 점점 멀어짐을 광학 현미경을 통해 관찰할 수 있었고, 이러한 변화에도 불구하고, 에탄올 70wt% 수용액 (~25 mN/m)을 150 도 이상의 높은 접촉각을 유지한 채 밀어냄을 관찰할 수 있었다. 또한, 1000 번의 반복적 스트레칭(0% ↔ 50%)에도 접촉각 및 기울임각의 변화가 거의 없음을 확인하였다.
시험예 3: 표면의 화학적 특성 변화에 따른 성능변화 분석 (젖음성 변화 분석)
상기 실시예 1 및 제조예 1에 따른 패턴된 기판에 각각 표면 에너지를 상승시키는 O2 플라즈마를 100 W 세기로 15 초 진행하였다. 이 후, 물방울을 각각의 기판 위에 떨어트려 플라즈마에 따른 젖음성 변화를 분석하였다. 제조예 1(b)의 경우 평평한 T자형 버섯 구조가 있음에도 불구하고, 접촉각 10도 미만의 완벽히 젖어버리는 상태가 된 반면, 실시예 1(c)의 경우 O2 플라즈마 처리에도 불구하고, 높은 접촉각을 유지함을 확인할 수 있었다.
그러므로 본 발명에 따르면, 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 형성된 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 상에 금속 증착 방식에 의하여 아래로 휜 버섯 갓 구조의 금속을 증착함으로써, 초발액성 표면을 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 표면 장력(surface tension)이 극도로 낮은 액체(<15 mN/m)의 경우에도, 150 도 이상의 높은 접촉각을 형성하는 표면을 구현할 수 있다.

Claims (9)

  1. 평평한 T자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판; 및
    상기 평평한 T자형 버섯 구조의 패턴 상에 금속 증착을 통하여 각각 형성된, 아래로 휜 버섯 갓 구조;를 포함하는 초발액성 표면.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신축성 폴리머는 PDMS이고, 상기 금속은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 초발액성 표면.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 패턴의 간격은 1 내지 500 μm이고,
    상기 알루미늄의 높이는 10 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 초발액성 표면.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 초발액성 표면을 포함하는 랩온어칩.
  5. (A) 평평한 T 자형 버섯 구조 패턴된 신축성 폴리머 기판을 형성하는 단계; 및
    (B) 상기 평평한 버섯 구조의 패턴 각각의 상부에 금속을 증착하는 단계;를 포함하는 초발액성 표면의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    (a) 기판 상에 포토레지스트를 코팅하는 단계;
    (b) 상기 포토레지스트 위에 닷 패턴(dot-pattern)된 섀도우 마스크를 정렬하여 1차 노광(exposure)하는 단계;
    (c) 상기 1차 노광된 포토레지스트를 뒤집어 기판 상에 2차 노광한 후, 현상하는 단계;
    (d) 상기 현상된 포토레지스트 몰드에 신축성 폴리머 용액을 투입한 후 경화시키는 단계; 및
    (e) 상기 포토레지스트 몰드 및 기판을 제거하는 단계;를 통하여 수행되는 것을 특징으로 하는 초발액성 표면의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 유리이고, 상기 신축성 폴리머는 PDMS인 것을 특징으로 하는 초발액성 표면의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 (B) 단계는 열증착(Thermal evaporation)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 초발액성 표면의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 유리이고,
    상기 신축성 폴리머는 PDMS이며,
    상기 (a) 단계의 코팅은 스핀코팅이며,
    상기 기판 상에 코팅되는 포토레지스트의 두께는 30 내지 35 μm이며,
    상기 현상에 사용되는 현상액은 0.3 내지 0.6 중량% 수산화나트륨 수용액이며,
    상기 금속은 알루미늄이며,
    상기 (B) 단계는 열증착(Thermal evaporation)에 의해 수행되며,
    상기 알루미늄의 증착 높이는 45 내지 55 nm인 것을 특징으로 하는 초발액성 표면의 제조방법.
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