WO2013165072A1

WO2013165072A1 - 신규의 고분자 복합체, 이를 포함하는 코팅용 조성물 및 코팅막

Info

Publication number: WO2013165072A1
Application number: PCT/KR2013/000172
Authority: WO
Inventors: 하창식; 나가빤사르와난; 박진주
Original assignee: University Industry Cooperation Foundation of Pusan National University
Current assignee: University Industry Cooperation Foundation of Pusan National University
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2014-11-03

Abstract

본 발명은 신규의 고분자 복합체에 관한 것으로, 식물의 잎으로부터 수득한 구조적으로 소수성 또는 초소수성인 잎분말； 소수성 고분자; 및 페닐기가 개질된 오모실(Ormosil: organically modified silicate)의 하이브리드 복합체로서, 마이크로-나노 구조를 형성하고 초소수성을 가지는 고분자 복합체에 관한 것이다.

Description

명세서

발명의 명칭 : 신규의 고분자 복합체，이를 포함하는 코팅용 조성물 및 코팅막

기술분야

[1] 본 발명은 식물의 잎으로부터 수득한 구조적으로 초소수성 인 잎 분말을 직접 하이브리드 물질에 포함시킨 신규의 고분자 복합체와, 이를 포함하는 코팅용 조성물 및 코팅막에 관한 것이다.

배경기술

[2] 일반적으로 표면 특성은 물방을 접촉각에 의하여 구분되는데, 물방을 접촉각이

10° 이하인 경우를 초친수， 10°에서 40°까지를 친수, 70°에서 110°까지를 소수 (또는 발수) , 110°에서 180°까지를 초소수 (또는 초발수)라고 부른다.

[3] 초발수성을 나타내는 자연의 소재로는 연잎，벼 등의 식물과 매미날개，

나비날개와 같은 곤층，게코 도마뱀의 발바닥，소금쟁이 다리 등 200여 가지가 넘으며，이들의 표면은 150⁰보다 높은 접촉각을 지니기 때문에 물에 대한 반발력 이 심해져 물방을이 약간의 기울임에도 쉽게 굴러 떨어지는 초발수 특성을 관찰할 수 있다. 예를 들어 , 연잎은 그 표면에 수십 나노 크기의 섬모들이 덮고 있는 을퉁불퉁한 마이크로 돌기 구조를 가지고 있으며 , 이 표면^ 표면에너지가 낮은 소수성의 왁스가 코팅되어 있어 물과의 접 을 최소화할 수 있어 항상 표면을 깨끗하게 유지하게 되고, 비가 오면 빗물에 의해 오염물이 쉽게 씻겨버리는 자기 정화 (selfcleaning)의 기능을 보이게 된다. 즉, 연잎와 표면이 마이크로, 나노 사이즈의 계층적인 구조로 구성됨에 따라 초소수성 및 자가 -세정 효과를 나타낼 수 있게 되는 것이다. ,

[4] 또한 이러한 자연의 초발수 표면은 공학적으로 만든 인공의 초발수 표면에 비하여 월등한 자기세정기능과 내구성 및 다른 기능을 복합적으로 가지고 있고， ' 아들을 분석하여 보면 공통적으로 물을 싫어하는 화학물질로 표면이 이루어져 있으몌 구조적으로도 마이크로 나노 사아즈의 계층적 인 구조로 구성됨 이 보고되어 있다.

[5] 한편，현재 고체 표면에서 액체의 젖음 거동 (wetting behavior)을 효과적으로 제어할 수 있는 기술은 과학적 .산업적인 웅용 측면에서 매우 중요하게 부각되고 있다. 기본적으로 소재 표면의 젖음성은 화학적 성질이나 표면조도를 변화시켜 표면에너지를 조절함으로 제어가 가능하나，표면의 미세 구조를 마이크로와 나노수준의 복합적 인 구조로 제어하면 젖음성 (wettability)이 극단적으로 감소하여 물에 대한 표면 접촉각이 150^ο 이상이 되는 초발수

표면 (superhydrophobic surfaces)을 구현할 수 있게 된다. 또한 자정 능력을 가지는 초소수성 표면 제조를 위해서는 150° 이상의 높은 접촉각뿐 아니라 5° 이하와 낮은꾀끄러짐 각도 (sliding angle) 특성을 동시에 가지고 있어야 함이 밝혀져 있고, 이를 위해서는 마이크로 구조와 나노 구조가 함께 존재하는 복합 구조가 필수적인 것으로 보고된 바 있다. 이에 따라 최근의 초소수성 표면 제조에 관한 면구는 자연의 복합구조를 모사하고자 하는 방향으로 이루어지고 있다.

[6] 따라서 본 발명자는 단순히 자연의 초소수성을 가지는 재료를 모방하는 것이 아니라 초소수성 표면올 가지는 천연재료인, 식물와 잎을 분말화하고 이러한 잎 분말이 구조작으로 초소수성을 나타냄을 확인하고ᅳ 이를 직 접 하이브리드

^질에 포함시킴으로써 마이크로 -나노 구조를 형성하고 초소수성을 가지는 신규의 고분자 복합체를 발명하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[7] 따라서 본 발명은 식물의 잎으로부터 수득한 구조적으로 초소수성인 잎 분말과 소수성 고분자 및 페닐기가 개질된 오모실 (Ormosil: organically modified silicate)의 하이브리드 복합체로서，마이크로ᅳ나노 구조를 형성하고 초소수성을 가지는 고분자 복합체를 제 Ϋ하는 것을 그 해결과제로 한다.

[8] 또한 본 발명은 상기 고분자 복합체를 포함하는 코팅용 조성물을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

[9] 또한 본 발명은 상기 조성물로 코팅하여 형성되는 코팅막을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

[10] 또한, 본 발명은 친유성 및 초소수성 고분자 복합체를 이용한 기름 흡착재를 제공하는 것을 그 해결과제로 한다. ᅳ

과제 해결 수단

[11] 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은，식물의 잎으로부터 수득한

구조적으로 소수성 또는 초소수성 인 잎분말; 소수성 고분자; 및 페닐기가 개질된 오모실 (Ormosil: organically modified silicate)의 하이브리드 복합체로서 , 마이크로 -나노 구조를 형성하고 초소수성을 가지는 고분자 복합체에 관한 것이다.

[12] 바람직하게는, 본 발명에 있어서 상기 소수성 고분자는

폴리하이드록시실록산계 고분자인 것을특징으로 한다.

[13] 또한 바람직하게는, 본 발명에 있어서 상기 식물의 잎은 소수성 또는 초소수성 표면을 가지는 것을 특징으로 하며，더욱 바람직하게는 상기 식물은 가죽나무， 소태나무, 동백나무, 벼 , 연 또는 토란 중에서 선택된 1종 이상의 식물의 잎인 것올 특징으로 한다.

[14] 또한 바람직하게는 본 발명은 상기 식물의 잎이 연잎인ᅳ 연잎분말; 소수성

고분자；및 페닐기가 개질된 오모실의 하이브리드 고분자 복합체인 것올 특장으로 하고, 더욱 바람직하게는 상기 고분자 복합체는 친유성을 가지는 것을 특징으로 한다.

[15] 또한 상기 본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명은，상기 고분자 복합체를 포함하는초소수성 코팅용 조성물에 관한 것이다.

[16] 또한 바람직하게는 본 발명은, 상기 고분자 복합체가 연잎분말; 소수성 고분자; 및 페닐기가 개질된 오모실의 하이브리드 고분자 복합체인, 친유성 및 초소수성 코팅용 조성물에 관한 것이다.

[17] 또한, 상기 본 발명의 또다른 과제를 해결하기 위한 본 발명은，상기 초소수성 코팅용 조성물로 코팅하여 형성되는 초소수성, 코팅막에 관한 것이다.

[18] 또한 바람직하게는 본 발명은，상기 친유성 및 초소수성 코팅용 조성물로

코팅하여 형성되는 친유성 및 초소수성 코팅막에 관한 것이다.

[19] 또한 상기 본 발명의 또다른 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 상기 연앞분말;

' 소수성 고분자; 및 페닐 ⁷ᅵ가 개질된 오모실의 하이브리드 고분자 복합체를 ' 이용한 기름흡착재에 관한 것이다.

발명의 효과

[20] 상기 본 발명에 따른 신규의 고분자 복합체에 의하면, 식물의 잎으로부터

수득한 구조적으로 소수성 또는 초소수성인 잎 분말이 고분자 복합체에 직접 하이브리드됨으로써 마이크로ᅳ나노 구조를 형성함에 따라 이 력현상이 적고 물방울의 크기에 상관없이 초소수성을 구현할 수 있게 되고, 자가 세정 특성올 가질 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따른 고분자 복합체는 다양한 기판에 코팅 이 가능하고, 코팅 후 즉시 우수한 초소수 특성을 나타낼 수 있다. 또한 본 발명의 고분자 복합체는 열적 안정성이 뛰어나서 초소수성 이 필요한 다양한 분야에 웅용이 가능할 뿐만 아니라, 제조가 매우 용이하여 경제적 이고 친환경적 이다.

[21] 또한 본 발명의 고분자 복합체는 연잎 분말을 하이브뫼드 할 경우, 우수한

초소수성 뿐만 아니라 우수한 친유 특성을 나타내어 기름흡착재로서 매우 우수한 특성을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

도면의 간단한 설명

[22] 도 1은 상온에서 건조시킨 가죽나뭇잎 앞면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[23] 도 2는 상온에서 건조시킨 가죽나뭇잎 ^'뒷면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[24] 도 3 및 도 4는 각각 상온에서 건조시키고 에탄올로 닦아낸 가죽나뭇잎 앞면, 뒷면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[25] 도 5는 가죽나뭇잎올 SEM 그리드에 부착한 후, 수평한 면에 대한 SEM

이미지를 나타낸 것이다 ((a) 앞면， (b) 뒷면)

[26] 도 6은 가죽나뭇잎 분말의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[27] 도 7은 에탄올 용매에 분산시킨 가죽나뭇잎 (TL) 분말의 SEM 이미지를 나타낸 것이다. ^' ,

[28] 도 8은 에탄을 용매에 분산시킨，가죽나뭇잎 분말과 고분자의

복합체 (TLPMS)에 대한 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[29] 도 9는 용매에 분산시킨, 가죽나뭇잎 분말, 고분자 및 실리카의 하이브리드된 마이크로 -나노 구조와 복합체 (TLPPSiOr)에 대한 SEM 이미지를 나타낸 것이다. [30] 도 10은 SEM-EDAX 스펙트럼을 나타낸 것이다 ((a) 가죽나뭇잎 앞면, (b) 가죽나뭇잎 뒷면， (c) 가죽나뭇잎 분말， (d) 가죽나듯잎 분말 /고분자

복합체 (TLPMS), (e) 가죽나뭇잎 분말 /고분자 /실라카 복합체 (TLPPSiOr)).

[31] 도 11은 각각 (a) PMHOS, (b) TLPMS, (c) TLPPSiOr의 TEM 이미지를 나타낸 것이다.

[32] ： 도 12는 (a')질소 흡착 /탈착 등온곡선과, (b') 기공사이즈 분포곡선을 나타낸 것이다 ((a) TL, (b) PMHOS, (c) TLPMS, (d) TLPPSiOr).

[33] 도 13은 각각 (a) TL, (b) PMHOS, (c) 에탄올에 분산시킨. TLPMS, (d)쎄탄올에 분산시킨 TLPPSiOr의 FTIR 스펙트럼을 나타낸 것이다.

[34] 도 14는 각각 (a) TL 분말, (b) PMHOS, (c) TLPMS, (d) PSiOr, (e) TLPPSiOr TGA 피크를 나타낸 것이고，삽입된 그래프는 각 시료의 온도에 따른 비율곡선을 나타낸 것이다.

[35] 도 15는 각각 (a) 대조 (코팅 기판), (b) TL, (c) TLPMS, (d) TLPPSiOr의 XRD

스펙트럼을 나타낸 것이다.

[36] 도 16은 상온에서 건조시킨 가죽나뭇잎 앞면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[37] 도 17 및 도 18는 각각 상온에서 건조시키고 에탄올로 닦아낸 가죽나뭇잎 앞면, 뒷면의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[38] 도 19는 가죽나뭇잎을 SEM 그리드에 부착한 후, 수평한 면에 대한 SEM

이미지를 나타낸 것이다 ((a) 앞면， (b) 뒷면) ^'

[39] 도 20은 가죽나뭇잎 분말의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[40] 도 21은 연잎 분말 /고분자 (LPMS)의 SEM 이미지 ¾ 나타낸 것이다.

[41] 도 22는 상온에서 캐스팅된 LPPSiOr 복합체의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.

[42] 도 23욘 각각 (a) 연잎 윗면， (b) 연잎 분말, (c) LPPSiOr복합체의 EDAX

스펙트럼을 나타낸 것이다.

[43] 도 24는 상온에서 제조된 LPPSiOr의 ΤΈΜ 이미지를 나타낸 것이다.

[44] 도 25는 상온에서 LPPSiOr의 AFM 결과 (3D, 2D)와 선 프로파일을 나타낸

것이다.

[45] 도 26은각각 (a) 건조된 연잎， (b) 상온에서의 연잎 분말， (c) PMHOS, (d) PSiOr,

(e) LPPSiOr 의 FTIR 스펙트럼을 나타낸 것이다.

[46] 도 27은 각각 (a) 건조된 연잎， (b) 상온에서의 연잎 분말, (c) PMHOS, (d) PSiOr,

(d) LPMS, (e) LPPSiOr의 XRD 패턴을 나타낸 것이다.

[47] 도 28은 LPPSiOr 복합체를 (a') 유리기판, (b') 라미네이팅 필름에 코팅하고, 각각

(a) 상온， (b) 50°C (c) 100°C, (d) 200°C에서 열처리 후의 UV-vis 스펙트럼을 나타낸 것이다.

[48] 도 29는 각각 (a) 상온에서 준비된 연잎 분말, (b) PMHOS, (c) PSiOr, (d) LPPSiOr 복합체의 TGA 피크를 나타낸 것이고，삽입된 그래프는 각 시료와 온도에 따른 비율 곡선을 나타낸 것아다.

[49] 도 30은 물방울 접촉각 (CA)을 측정한 결과를 나타낸 것이다. [50] 도 31은 LPPSiOr 복합체를 유리기판에 코팅 한 후， 600°C에서 열처리 한 후의 필름 투명도를 확인하는 결과를 나타내는 것이다.

[51] 도 32는 LPPSiOr 복합체를 여 러가지 방법으로 제조하고，물방을 접촉각을

측정한 결과를 나타낸 것이다.

[52] 도 33은 안정제를 첨가하여 제조한 LPPSiOr 복합체의 물방울 접촉각을 측정한 결과 ¾ 나타낸 것이다.

[53] , 도 34는 LPPSiOr 복합체의 오일흡착능의 실험결과를 나타낸 것이다.

[54] 도 35은 콩기름 흡착물을 나타낸 것이다. ((a) 물 /기름 기판에서 제조된

복합체에 의하여 콩기름올 흡착한 후 형성된 콩기름 흡착물, (b) 알루미늄 호일 기판에서 제조된 복합체에 꾀하여 콩기름을 흡착한 후 형성된 콩기름 흡착물)， [55] 도 36은 다양한 기판에 코팅한 TLPPSiOr의 초소수성 특성을 확인한 결과롤 나타낸 것이다.

[56] 도 37은 TLPPSiOr의 자가 세정 특성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.

[57] 도 38은 다양한 기관에 코팅한 LPPSiOr의 초소수성 특성을 확인한 결과를

나타낸 것이다:

[58] 도 39는 TLPPSiOr의 넌스틱 (Non-stick) 코팅을 확인한 결과를 나타낸 것이다. 발명의 실시를 위한 최선의 형태

[59] 본 발명은 소수성. 또는 초소수성 표면을 가지는 천연재료인, 식물의 잎을

분말화하고 이러한 잎분말이 구조적으로 소수성 또는 초소수성을 나타냄을 . 확인하고, 이를 직접 하이브리드 물질에 포함시킨 신규의 초소수성 고분자

복합체에 관한 것이다.

[60]

[61] 이하 본 발명을 자세히 설명한다.

[62] 일 양태로서 본 발명은, 식물의 잎으로부터 수득한 구조작으로 소수성 또는 초소수성 인 잎분말; 소수성 고분자; 및 페닐기가 개질된 오모실 (Ormosil:

organically modified silicate)의 하이브리드 복합체로서, 마이크로 -나노 구조를 형성하고 초소수성을 가지는 고분자 복합체에 관한 것이다.

[63] 바람직하게는, 본 발명에 있어서 상기 소수성 고분자는

폴리하이드록시실록산계 고분자인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일

실시예에서는 상기 소수성 고분자로서 메틸기와 하이드록시기를 모두 가지고 있는 폴리메틸하이드록시실록산을 사용하였다.

[64] 또한 바람직하게는, 본 발명에 있어서 상기 식물의 잎은 소수성 또는 초소수성 표면을 가지는 갓을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 상기 식물은 가죽나무, 소태나무，동백나무，벼, 연 또는 토란 중에서 선택된 1종 이상의 식물의 잎인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 가죽나무 잎의 분말과, 연잎의 분말이 구조적으로 초소수성을 가짐을 확인하고 소수성 고분자와 하이브리드 결합하여 신규의 고분자복합체를 제조하였다. 이 때，.상기 가죽나무는 Ailanthus altissima라는 학술명으로 잘 알려져 있는 나무로써, 소태나무과와 한 종류이고 민간요법에서 의학적 인 용도로 사용되어 은 나무이다. 본 발명의 일 실시 예에서^', 그 앞면이 -116°에 달하는 물에 대한 접촉각을 보여 소수성을 나타내었고, 뒷면은 ~152°의 물에 대한 접촉각을 보이며，초소수성올 나타냄을 확인할 수 있었다.

[65] 또한, 본 발명은 상기 식물의 잎이 연잎인，연잎분말; 소수성 고분자; 및

페닐기가 개질된 오모실의 하이브리드 고분자 복합체인 것으로, 특히 친유성 및 ' 초소수성을 갖는것올 특징으로 한다.

[66] 또한 이러한 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 잎분말은 입자크기가 수백 이하인 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는 50 이하인 것을 특징으로 " 한다.

[67] 또한 본 발명에 따른 상기 복합체는 500^oC의 고온에서도 분해되지 않고

초소수성을 유지하여 열적안정성 이 매우 우수한 것을 특징으로 한다.

[68] 또한 상기 본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 상기 고분자

복합체를 포함하는 초소수≤팅용 조성물에 관한 것이다.

[69] 또한 바람직하게는 본 발명은，상기 고분자 복합체가 연잎분말; 수수성 고분자; 및 페닐기가 개질된 오모실의 하이브리드 고분자 복합체인，친유성 및 초소수상 코팅용 조성물에 관한 것이다.

[70] 또한，상기 본 발명꾀 또다른 과제를해결하기 위한 본 발명은，상기 초소수성 코팅용 조성물로 코팅하여 형성되는 초소수성 코팅막에 관한 것이다.

[71] 또한 바람직하게는 본 발명은, 상기 친유성 및 초소수성 코팅용 조성물로

[72] 또한 상기 본 발명의 또다른 과제를 해결하기 위한 본 발명은，상기 연잎분말; 소수성 고분자; 및 페닐기가 개질된 오모실의 하이브리드 고분자 복합체를 이용한 기름흡착재에 관한 것이다.

[73]

[74] 이하，본 발명을 실시예를 돌어 상세히 설명하기로 하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다ᅳ

[75] [실시 예 1] 가죽나뭇잎 분말의 제조

[76] 가죽나무의 잎 (tree of heaven leaf, TL)을 흐르는 물에 3-4번 세척하고, 증류수로 수차례 세척한 다음, 나뭇앞표면에 남은 먼지는 에탄올 용매를 이용해 말끔히 제거하였다. 상기 세척 후에도 더 러운 부분은 제거하고, 남은 깨끗한 부분만을 잘게 잘라서 상온에서 건조시킨 후, 믹서로 더욱 잘게 분쇄한 후，체 (sieve)를 이용하여 45 보다 잘게 분쇄 된 것만을 모아, 상온에사 하루 동안 진공 건조하여 가죽나뭇잎 분말을 제조하였다.

[77] [실시 예 2] 폴리메틸하이드록시실록산 (PMHOS)의 제조

[78] 4.70g의 폴리메틸하이드로실록산 (Polymethylhydrosiloxane)을 70mL의

에탄올에 투입하고 5분간 교반하여 용액을 제조한 다음, 염기성 촉매인 소듐 하이드록사이드 (NaOH) 0.008g과 2mL의 증류수를 투입하고, 24시간 동안 교반하여 젤 타입의 폴리메틸하이드록시실록산 (Polymethylhydroxysiloxane)올 얻었다. 얻어진 젤을 80°C에서 건조하여 용매를 완전하게 휘발시킨 후, 얻어진 물질올 갈아서 분말로 만든 다음 증류수로 여 러 번 세척 하고, 40°C의 진공 오븐에서 하루 동안 건조시켜 폴리메틸하이드록시실록산 (PMHOS)을 수득하였다.

[79] [실시 예 3] 페닐기가 개질된 오모실 (Ormosil: organically modified silicate)의 제조

[80] 1.OmL의 페닐트리에툭시실란 (Phenyltriethoxysilane) 또는

트리에톡시페닐실란 (Triethoxylsilane)을 9.74mL의 메탄올에 용해하고， 0.001M의 옥살릭 액시드 (_oxalk _acid) 용액 (0.091g/lL (H₂O)) 0.5mL를 투입하여 30분 동안 교반한 다음, 상온에서 24시간 동안 보관하여 가수분해가 되도록 하였다.

[81] 다음으로 11.2M의 암모늄 하이드록사이드 (ammonium hydroxide) 용액

(28%-30%의 NH₃) 0.61mL를 한 방울씩 천천하 투입하여 축합반홍이 일어나도록 한 후， 15분간 더 교반한 다음 2일 동안 상온에서 보관하여 젤화 되도록 하였다. 제조돤 젤은 2-5분간 초음파 처리하고，초음파 처리된 용액올 PSiOr(Phenyl Functionalized Silica Ormosils)로 명명하였다.

[82] [실시 예 4] 가죽나뭇잎분말 /고분자 하이브리드 고분자 복합체의 제조

[83] 상기 실시 예 1에서 제조한 0.0500g의 가죽나뭇잎 (TL) 분말과，상기 실시 예

2에서 제조한 0.2500g의 PMHOS 고분자， 8.0g의 에탄올, l.Og의 증류수를 투입한 후 상온 (25°C)에서 24시간 동안 교반하여 가죽나뭇잎분말 /고분자 하이브리드 복합체를 제조하였다.

[84] [실시 예 5] 가죽나뭇잎분말 / 고분자 /실리카 하이브리드 고분자 복합체의 제조

[85] 상기 실시 예 1에서 제조한 0.0500g의 가죽나뭇 (TL) 분말과, 상기 실시 예

2에서 제조한 0.2500g의 PMHOS 고분자, 8.0g의 에탄올， l.Og의 증류수를 1시간 동안 교반하여 흔합액을 제조하고, 상기 실시 예 3에서 제조한 O.lOOOg의 페닐기가 개질된 오모실을 투입하고 용기를 봉한 후，상온에서 24시간 동안 교반하여 가죽나뭇잎 분말 /고분자 /실리카 하이브리드 복합체 (이하 TLPPSiOr'로 명명)를 제조하였다.

[86] 다음으로，상기 복합체를 2분 동안초음파 처리하여 잘 분산된 용액을

제조하여, 유리 및 다른 여러 가지 기판에 코팅하여 초소수 특성을 확인하였다.

[87] [실시 예 6] 연잎분말의 제조

[88] 신선한 연잎을 줄기와 함께 채취하고, 물로 연잎에 묻은 먼지를 제거한다음，잎 사이사이에 있는 굵은 잎맥들을 제거하고 남은 잎을 다시 한번 증류수로 깨끗하게 세척한 후 상은 (25°C)에서 건조하였다. 건조된 잎은 믹서기로 분쇄하고, 체 (sieve)를 이용하여 45 보다 잘게 분쇄 된 것만을 모아, 진공 오본에서 상온 (25°C)으로 24시간 동안 건조하여 연잎 분말을 제조하였다.

[89] [실시 예 7] 연잎분말 /고분자 하이브리드 고분자 복합체의 제조 [90] 상기 실시 예 6에서 제조한 0.0500g의 연잎분말 (이하 'L'로 명명함)과，상기 실시 예 2에서 제조한 0.2500g의 PMHOS 고분자， 8.0g의 에탄올， l .Og의 증류수를 투입한 후 상온 (25⁰C)에서 24시간 동안 교반하여 연잎분말 /고분자 하이브리드 복합체를 제조하였다.

[91] [실시 예 8] 연잎분말 / 고분자 /실리카 하이브리드 고분자 복합체의 제조

[92] 상기 실시 예 5에서 제조,한 0.0500g의 연잎분말 (이하 'L'로 명명함)과, 상기

실시 예 2에서 제조한 0.2500g의 PMHOS 고분자와， 8.0g의 에탄올, l.Og의 증류수를 투입한 후 1시간동안 교반하여 흔합액을 제조하였다. 이 후，상기 실시 예 3에서 제조한 O. lOOOg의 페닐기가 개질돤오모실을 투입하고 용기를 봉한 후, 상온 (25°C)에서 24시간 동안 교반한 다음，용액을 2분 동안 초음파 처리하여 분산시켰다. 이 용액을 유리 기판 및 다른 여러 가지 기판에 캐스팅 법으로 코팅한 후, 상온 (25°C)에서 24시간 동안 건조시켜 연잎

분말 /고분자 /실리카 하이브리드 복합체 (이하 'LPPSiOr')를 제조하였다.

발명의 실시를 위한 형 태

[93] 이하, 도면을 참고하여 상기 실시 예에 의한결과를 설명하기로 한다.

[94] 도 1은 상온에서 건조시칸 가죽나뭇잎 앞면의 구조에 대한 SEM 분석결과를 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 잎의 앞면은 무수히 많은 돌기들로 둘러싸여 있으며 , 이 돌기와 크기는 대략 lO-20 im정도임을 확인할 수 있고, 고배율 사진에 나타난 바와 같이 나노 사이즈의 돌기들도 표면에 혼재하는 것을 볼 수 있다.

[95] 도 2는 상온에서 건조시칸가죽나뭇잎 뒷면의 구조에 대한 SEM 분석결과를 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 잎의 뒷면에서는 층이 져 있는 구조를 확인 할 수 있으며 신장 (콩팔) 모양의 흥미로운 구조의 기공도 함께 있는 것을 블 수 있다. 이 흥미로운 구조는 두 가지 타입의 기공 층으로 되어 있다. 바깥쪽의 기공 층은 약 5-6//m 정도의 넓이 어며，내부는 약 l-2/ffli의 넓 이를 가진다. 이 기공은 가죽나뭇잎의 광합성과 증산을 돕기 위한 가장 중요한 부분이며 이 기공 구조로 인해 기공에 공기층이 생성되면서 잎의 표면이 초소수 특성을 구현할 수 있게 된다.

[96] 도 3 및 도 4는 에탄올을 티슈에 묻혀서 잎의 표면을 닦아 내어 표면에 존재하는 먼지와 기타 오염물질들을 제거 한 후 상온에서 건조사킨 가죽나못잎 앞면， 뒷면의 구조 각각에 대한 SEM 분석결과를 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 에탄올로 닦아내는 과정에서 외부의 힘이 가해졌기 때문에 잎의 표면 모양에 약간의 변화가 생긴 것을 관찰 할 수 있다ᅳ

[97] 도 5는 가죽나뭇잎을 SEM 그리드에 부착한 후, 수평한 면의 형상을 SEM

분석한 결과를 나타낸 것으로, (a)는 가죽나뭇잎의 앞면이 위로 오도록 SEM 그리드에 잎을 부착시킨 후，살펴 본 SEM 분석결과, (b)는 가죽나뭇잎의 뒷면이 위로 오도록 SEM 그리드에 잎을 부착시킨 후，살펴 본 SEM 분석결과이다.

도시한 바와 같이 다양한 배율에서 측정하여 잎의 두께를 확인하였는 바, (a)의 경우에는 잎의 두께가 48.6-61.7； ^ 정도 되는 것을 볼 수 있다. 기공 구조의 바깥쪽의 경우에는 층층이 겹쳐져 있는 구조를 확인 할 수 있고, 각층의 두께는

523.5nm-8.98/ffli 범위이다. (b)의 경우, (a)와 비슷한 구조를 확인 할 수 있으나，그 두께와 기공의 크기가 커졌다는 차이점 이 있다. 두께는 약 83.82-110.5皿 정도이고，기공 부분은 8.01-13.12^1 정도이다. 잎의 두께와 기공이 증가한 것은 잎의 뒷면에 연결되어 있는 층상구조가 존재하기 때문이 ^'다.

[98] 도 6은 가죽나뭇잎 분말을 SEM 분석한 결과를 나타낸 것으로, 도시한 바와 - 같이 마이크로 사이즈의 뭉쳐진 입자들을 확인 할 수 있다. 이 입자들은 층상 구조를 내부에 가지고 있으몌 이 입자들의 거칠기 때문에 가죽나뭇잎 분말 또한 구조적으로 초소수 특성을 가지는 것으로 판단된다.

[99] 또한，도 1 내지 도 6에서 살펴본 가죽나뭇앞 또는 분말에 대한 접촉각 및

표면에너지의 측정 결과 하기 표 1에 나타낸 바와 같이，건조된 가죽나뭇잎의 - 앞면은 소수성을, 뒷면은 초소수성을 나타내고, 가죽나뭇잎 분말의 경우에는 166°이상의 초소수상을 나타내면서 낮은 표면에너지를 가짐을 확인할 수 있었다. ^'

[100] 표 1

[Table 1]

[101] 도 7은 가죽나뭇잎 분말을 에탄을 용매에 분산시킨 후의 SEM 분석 결과를

나타낸 것으로, 가죽나뭇잎 분말은 에탄올 용매에 잘 분산되고, 에탄올에 분산된 가죽나뭇잎 분말의 표면은 도 7에서 나타난 가죽나뭇잎 분말과 비슷한 형 태를 나타내었다.

[102] 도 8은 가죽나뭇잎 분말과 폴리메틸하이드록시실록산이 하아브리드된 고분자 복합쎄의 SEM 분석결과를 나타낸 것으로，도시한 바와 같이 제조된 하이브리드 고분자 복합체의 표면은 일정한 거칠기를 가지는 것으로 나타났다.

폴리메틸하이드록시실록산 고분자는 표면에 하이드록시기를 가지고 있고 마이크로，나노 사이즈의 계층적인 이중 조도를 가지는 고분자이고, 이 고분자가 . 가죽나뭇잎 분말과 하이브리드 결합됨으로써 잎 분말과 고분자가 잘 반웅함에 따라, 하이브리드 고분자 복합체가 마이크로, 나노 사이즈의 계층적 인 이증 조도를 가지게 되는 것으로 판단된다ᅳ

[103] 도 9는 가죽나뭇잎 분말, 폴리메틸하이드록시실록산 및 페닐기가 개질된

실리카 가 하이브리드된 고분자 복합체의 SEM 분석결과를 나타낸 것이다. 세 가지 물질을 하이브리드화한 경우에는 도 8에 비해서 더 가교되어 네트워크 구조를 형성한 것올 확인 할 수 있다. 때문에, 표면의 조도가 더욱 잘 유도돨 수 있었으며 , 이중 구조의 거칠기는 초소수성을 구현하는 중요한 요인이 된다.

[104] 또한, 도 7 내지 도 9에서 살펴본 가죽나뭇잎분말, 가죽나뭇잎분말 /고분자

복합체, 가죽나뭇잎분말 /고분자 /실리카 복합체를 용매에 분산시킨 후 초음파 처리 전 후의 접촉각을 측정하고，그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

[105] 표 2 - [Table 2]

표 2에 나타난 바와 같이 가죽나뭇잎분말 /고분자 복합체,

가축나뭇잎분말 /고분자 /실리카 복합체는 초음파처리 전에도 175⁰이상의 접촉각을 나타내었고，초음파 처리시에는 분산이 더 잘 이루어져 보다 높은 접촉각을 나타내어 초소수성 이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

도 10은 각 물질에 대ᅳ한 EDAX 분석 결과를 나타낸 것으로, 각 물질들의 화학적 구성을 확인할 수 있었다 . (a)(b) 건조된 가죽나뭇잎은

4-methoxy- 1 -vinyl-°C-carboline/dehydrocrenatine, canthin-6-one,

1 -methoxy-canthine-6-one alkaloids 등으로 구성되어 있다 .

알칼로이드 (alkaloids)는 주로 C, H, 0, N 등으로 이루어져 있으므로, 잎의 앞, 뒷면 모두에서 많은 양의 C 성분이 검출되었고，광합성과 증산 과정에서 C0₂를 흡수하는 기공이 뒷면에 많기 때문에 앞면에 비하여 뒷면의 C 함량이 높게 관찰되었다 (뒷면 C： 65.24%, 앞면 C： 58.79%). (c) 가죽나뭇잎 분말와 경우에는 55.57%의 탄소, 24.20%의 질소, 20.23%의 산소 성분으로 구성되어 있는 것으로 확인되었다. (d) 가죽나뭇잎 분말 /고분자가 하이브리드 된 고분자 복합체의 경우에는 탄소의 함량이 감소 (37.39%)하고, 산소 (30.47%)，실리카 (32.14%)의 함량은 증가하였다. 이것은 폴리머가 가죽나뭇앞과 잘 가교되었기 때문이다. (e) 가죽나뭇잎 분말 /고분자 /페닐기가 개질된 실리카를 하이브리드화한 후에는 탄소의 함량은 (24.11%) 마찬가지로 낮았고, 산소 (35.54%), 실리카(40.36%)의 함량은 증가하였다. 이러한 화학적 구성요소의 변화로, 하이브리드화가 잘 이루어졌다는 것을 확인할 수 있다. 산소와 실리카의 함량은 증가한데에 반해， 탄소의 함량은 감소한 점은 고분자 복합체 내의 실리카 네트워크가 더 잘 형성하면서 발생한 결과인 것으로 판단된다.

[109] 도 11은 각 물질에 대한 TEM 분석 결과를 나타낸 것이다 . (a)

고분자 (PMHOS)에서는 메조포러스 구조가 관찰되며 , 기공의 직경은 약 2-25nm 정도이고， TEM 이미지를 보면 실리카 입자들이 네트워크 구조를 형성하며 모여 있는 것을 확인할 수 있다. 이 나선형의 네트워크를 이루는 메조포러스한 입자의 표면 중 안쪽에는 소수성을 띄는 메틸기가 부착되어.있고, 친수성을 띄는 하이드록실기가 나선형의 외부에 있어 이것이 후에 다른 물질과 반웅을 하게 된다. (b) 가죽나뭇잎 분말 /고분자 복합체 (TLPMS)는 (a)에 비해 더 많아 가교된 네트워크 구조를 확인 할 수 있다. 이것은 실리카 네트쒀크가 가죽나뭇잎 표면에 잘 증착되었다는 것을 말해준다 . (c) 페닐기가 개질된 실리카를 투입한 경우 (TLPPSiOr), (b)에 비해 더 많이 가교된 네트워크 구조를 확인 할 수 있다. 이것은 소수성을 가지는 실리카 물질이 가죽나뭇잎 분말과 고분자의

하이브리드 물질 표면에 잘 증착되어 네트워크 구조를 이루기 때^이다. 더욱 ： 가교되고 뭉쳐져 있는 모습의 하이브리드물질로 인해 표면에 더 큰 거칠기가 발생하고, 이로 인해 초소수 특성이 강화되었다. 즉, 본 발명에 따른 하이브리드 복합체는，그 표면에 하이드록시기가 있음에도 불구하고 초소수 특성을 가지게 되는 것은 소수 특성을 가지는 메틸，페닐기가 하이브리드 표면에 존재하기 때문이다.

[110] 도 12는 각 물질에 기공이 얼마나 어떻게 존재하는지 살펴보기 위한 BET

분석결과를 나타내었다. ᅳ

[111] (a) 가죽나뭇잎 분말은 특별한 질소 흡탈착 양상을 보이지 않았다. 이는

가죽나뭇잎 분말은 특별한 메조포러스 구조를 가지지 않음을 의미한다. 도 7의 SEM 이미지에서 관찰 할 수 있었던 기공들은 잎을 분쇄하는 과정에서 모두 붕괴된 것으로 보인다. 도 5를 참고하면，메조포러스 구조 뿐만 아니라 마이크로포러스 구조도 관찰할 수 있는데, 층상 구조 사이사이에도

마이크로포러스한 구조가 있는 것을 확인 할 수 있다. 가죽나뭇잎 분말은 약 52.4 mVg의 표면적과 0.1 lcc/g의 기공 부피, 6.66人의 기공 반지름을 가진다.

[112] (b) 그래프에서 볼 수 있듯이 폴리메틸하이드록시실록산 고분자에서는 확실한 질소 흡탈착 곡선의 변화 양상이 발견되며 , 이로 인해 본 고분자가 메조포러스 구조를 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 본 고분자 기공의 표면적은 240.09 mVg 이며 기공의 부피는 0.96cc/g, 기공 반지름은 15.97人이다.

[113] (c) 가죽나뭇잎 분말과 폴라메틸하이드록시실록산 고분자 복합체의 경우에도 메조포러스한 구조를 보였다. 이 것은 가죽 나뭇잎 분말과 폴리메틸하이드록시실록산 고분자를 흔합하는 과정에서 화학적인 축합반웅이 일어났음을 의머한다. 반웅 증에 고분자는 가죽 나뭇잎 분할의 표면에 증착하여 기공의 표면적 (222.97 m²/g)과 기공 부피 (0.58cc/g)를 줄어들게 만들었으며 , 기공의 반지름은 (19.54A)으로 증가 하였다.

[114] (d) 가죽나뭇잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카

하이브리드의 질소 흡탈착 곡선을 보면，가죽나듯잎 분말과

폴리메틸하이드록시실록산 하이브리드 복합체에 소량의 페닐기가 개질된 오모실을 투입 한 후, 관찰한 결과 기공의 부피는 점점 증가하고 표면적은 감소했다. 페닐기가 개질된 오모실은 가죽나뭇잎

분말 /폴리메틸하이드록시실록산 하이브리드 복합체와 잘 결합하여 더 기공을 가지는 하이브리드 복합체가 제조 되었다. 본 물질의 표면적은 155.37 mVg, 기공의 부피는 0.59cc/g, 기공 내의 반지름은 40.26入이다. 이 러한 기공 구조는 물질의 표면이 초소수성을 발현하는 데에 주돤 역할을 한다.

[115] 도 13은 FTIR 분석결과에 따른 그래프를 나타.낸 것으로, (a) 건조된

가죽나뭇잎은 주로 4-methoxy-l-vinyl-°C-carboline alkaloids로 이루어져 있다. 아 화합물은 사이클로펜탄 링 내의 1차 아민기 (3392cm-¹)와 비닐기 (1650cm-¹)를 가지고 있다. 2923,2348cm-¹에서 나타나는 피크는 C-H 신축 진동 (stretching vibrations)에 의한 것이며 이것은 알칼로이드 내의 메톡시기 때문이다. 1551cm ¹ 에서 나타나는 피크는 벤젠링 내부의 알켄 사술 때문 이며 1446cm-¹, 1371cm ¹, 606cm-¹의 피크는 C-H 벤딩 (bending) 때문아다. (b) 폴리메틸하이드록시실록산 고분자에서는 2960cm-¹에서 C¾ 스트레칭 피크, 3380cm-¹에서 Si-OH 피크， 1028cm-¹, 1122cm ¹에서 Si-O-Si 피크가 나타난다. 1267cm-¹, 880cm ¹, 773cm-¹ 에서는 Si-CH3 결합과 Si-(CH₃)₃ 결합에서 나타나는 C-H 스트레칭 피크가 보인다. (c) 가죽나뭇잎 분말 /폴리메틸하아드록시실록산 하이브리드

복합체에서는 3200 ~3600 에서 넓은 피크를 관찰 할 수 있는데 이것은 N-H 결합과, 반웅하지 않은 Si-OH 결합에 의한 것이다. (d) 가죽나뭇잎 분말 / 폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카의 복합체로, 상기 폴리메틸하이드록시실록산 고분자와 가죽나뭇잎에서 보았던 피크들과 유사하다.

[116] 도 14는 각 물질의 열적 안정성을 TGA 분석을 통해 확인한 것으로， (a) 가죽 나뭇잎 분말의 경우, 약 65도 정도에서 분해가 일어나기 시작하였다. 이것은 잎에 존재하는 왁스같은 결정이 분해되면서 일어나는 현상으로, 220°C 정도까지 열을 가하면，시료의 분해가 좀 더 일어나며 가장 높은 분해 온도점은 330^oC이다. 이 최고점에서의 분해는 잎의 유기물질의 분해 때문이다. 가죽나무의 잎은 - 480^oC에 이르러도 40%가 분해되지 않고 남아있는 아주 후수한 ί적 특성을 보인다 . (b) 폴리메틸하아드록시실록산 고분자는 실리카 골격에 메틸기와 하이드록시기를 가지고 있다. 100 근처에서 반웅에 참여하지 않은 물 분자가 분해되고, 200°C 부근에서 유기화합물의 분해가 일어난다. 222 부근에서。1 고분자의 본격적인 분해가시작된다. 220~450°C 까지 온도를 올리는 중에 두 번째 분해가 일어난다. 400~520^oC에서 고분자 내의 MeSiO 부분이 분해되어 완전히 사라진다. 본 고분자의 열적 특성이 우수한 것은 고분자 내의 강한 Si-0-Si 결합 때문이다. 본 고분자가 견디는 최고의 은도는 512°C 정도이고 550°C 이상이 되면 거의 모두 분해된다. (c) 가죽나뭇잎

분말 /폴리메틸하이드록시실록산 하이브리드 복합체의 열에 의한 분해는 (a)의 가죽나뭇잎 분말 데이터와 유사하다나, 고분자에 의해 (a) 보다 약간 열적 안정성 이 증가한 것으로 나타났다. (d) 페닐기가 개질된 오모실의 경우, 그 열적 특성이 매우 우수하여， 500°C에 이르러서야 초기 분해가 시작되었고 . 540-620°C에서 점차 분해되기 시작했다. 이 러한 우수한 열적 안정성은 강한 복소식 페닐 고리에 의한 것이다 . (e) 가죽나뭇잎

분말 /폴리메틸하이드록시실록산 하이브리드 복합체에 페닐기가 개질된 실리카를 소량 투입한 경우, 그열적 안정성은 마지막 분해가 일어나기 전 최고 온도가 512°C에서 540°C로 .증가하였고，마찬가지로 222°C에서 유기물의 분해에 의한분해가 일어났고，분해 온도의 최고점은 540°C 정도에서 관찰되았다.

[117] 또한 도 14와 관련하여, 온도에 따라 캐스팅 또는 스핀 코팅된 조성물을

온도별로 열처리 과정을 거친 후，복합체 표면의 동적접촉각 (DCA),

정적접촉각 (SCA) 및 표면에너지를 측정하고 그 결과를 하기 표 3, 4에 나타내었다.

[118] 표 3

[Table 3]

[119]

[120] 표 4

[Table 4]

[121] 상기 표 3， 4에서 나타난 바와 같이 동적접촉각 (DCA) 또는 정적 접촉각 (SCA)은 상은에서' 최대로 나타났고, 표면에너지는 상온에서 가장 낮은 값을 나타냄을 확인할 수 있었고 400°C에서도 초소수성을 유지함을 확인할 수 있었다.

600^oC에서는 상기 복합체가 거와분해되었다. 따라서 본 발명에 따른 복합체는 상기 표 3, 4 및 도 14를 참고할 때 500°C정도까지 초소수성을 유지하여 열적 안정성이 매우 우수한 ¾으로 판단된다.

[122] 도 15는 각 불질의 결정상을 확인하기 위한 XRD 결과 그래프를 나타낸 것이다.

(a) 코팅 기판만윷 측정하였을 때, 넓 게 퍼진 피크가 관찰되었고, 반면에 (b) 가죽나뭇잎 분말은 약한 피크를 24°에서 보여 , 반결성임을 알 수 있다. 그리고 이 잎 역시 15-35⁰에서 넓게 퍼진 피크가 관찰되었다. (c)

폴리메틸하이드록시실록산 고분자 역시 반결정성을 나타내었다. 강한 결정성 피크가 10.68。에서 보이고，약한 결정상 피크가 21.32， 22.84, 24.94, 25.68⁰에서 관찰된다. 또한 15 35°에서 넓게 퍼진 파크 역시 관찰되었다. 가죽나뭇앞을 이 반결정성 고분자와 흔합해보니 가죽나뭇잎 분말에서 발견되었던 반결정성 피크는 사라지고, 고분자에서 발견된 몇몇 약한 피크들만이 남았다. 이로 인해 고분자와가죽나뭇잎 분말 사이의 반웅이 일어났음을 알 수 있다 . (d) 페닐기가 개질돤오모실 역시 반결정성을 띈다. 이 물질 역시 7.58°에서 강한 결정성 피크를 보인다. 그리고 역시 15-35°에서 넓게 퍼진 피크가 관찰된다. 페닐기가 개질된 오모실을 가죽나뭇 S 분말 /고분자 하이브리드 복합체에 투입하면， 실뫼카에서 보여 졌던 결정성 피크는 사라지고 고분자에서 관찰되었던 몇몇 약한 결정성 피크만이 남았다. 이 분석결과는, 상기 실시 예에서 만들어진 고분자 복합체가반결정성을가짐을의미한다.

[123] 도 16은연잎의초소수특성및친유특성올확인한결과를나타낸것이다. (a) 연잎앞면에물방을이맺혀초소수특성을나타내었고, (b)연잎앞면에 오일 (dodecane)을떨어뜨리면완전하게흡수하는친유특성을나타내었으며， (c),(d):45/m이하크기의미세하게분쇄된연잎분말을나타낸것이다.

[124] 도 17은연잎을상온에서건조한후앞면의구조를 SEM분석을통해확인한 것으로,마이크로，나노사이즈의계충적인구조가명확히관찰되었다.마이크로 배율에서보면잎은 5-10 사이즈의많은돌기들을가지고있으며，소수성을 띄는왁스결정이이러한돌기출부분에미량존재한다.나노배율에서보면, lOOmn이하의구형의이미지를확인할수있는데이부분이바로왁스결정이고, 이왁스결정은식물의큐티클층내부와외부에모두존재하는데대부분의경우 외부에존재하는왁스성분이소수성을구현하는데에중요한역할을한다. 이러한마이크로 -나노크기의계충적인구조덕분에잎의표면이초소수특성을 가진다.돌기들의사이에공기층이형성되고,그위에물방을이떠있는것과 같은형상이되어초소수특성을가지게되며,오염물질을스스로제거할수 있는자가세정능력을가지게된다.

[125] 도 18은연잎을상온에서건조한후뒷면의구조를 SEM분석을통해확인한 - 결과를나타낸것으로，마이크로사이즈의연속적인육각구조를확인할수 있다. ^각형의평균크기는직경이약 150-250/ 정도이며,고배율의 SEM 이미지에서는이러한마이크로육각구조뿐만아니라나노크기의돌기 _「도 발견할수있는바，잎의뒷면에계층적인구조임을확인할수있었다.잎의. 뒷면에존재하는이러한연속적이고규칙적인기공들에의해앞의유연성과 기계적물섟이향상되었다. ；

[126] 도 19는상온에서건조한연잎분말의구조를 SEM분석을통해확인한결과를 나타낸것으로，연잎을분쇄한후에는연잎의마이크로크기의거칠기와나노 크기의거칠기가함께섞여있게되고,분말을 45；^크기의체로거른후에는 ^r 분말들이뭉쳐져있는모습을볼수있는데이렇게풍쳐진모양의크기는수 나노미터에서수마이크로미터에달하며，꽃과같은형태를보일을확인할수 있었다.분말들이뭉쳐져더많은수의마이크로돌기들을형성하고,

마이크로 -나노크기의뭉쳐진분말은더우수한거칠기를유도하여，이로인해 초소수특성이구현된다.

[127] 도 20은상은쎄서건조한연잎분말을에탄올에분산 Aᅵ킨_ᅵ상태의 SEM

이미지를확인한결과를나타낸것으로，분산된상태에서의연잎분말은도 5에 나타난것과그모양이유사하나,층이진잎의구조가표면에부분적으로 분산되어있는것을볼수있다.

[128] 도 21은연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산하미브리드 .복합체의구조를 SEM분석을통해확인한것으로,연잎분말과폴리메틸하이드록시실록산을 흔합하였을때,잎의주위에균일하게고분자가잘결합한것을확인할수있다. [129] 도 22는연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가개질된실리카 하이브리드복합체의구조를 SEM분석을통해확인한것으로,고분자와연앞 분말이흔합되어있는용액에페닐기가개질된실리카를투입하자또한잘 결합하여마이크로 -나노크기의클러스터를형성하였다.이러한마이크로 -나노 복합체구조가거칠기를증가시켜초소수특성올구현하였다.

[130] 도 23은 EDAX를통해각물질의화학구성을확인한것이다.연잎와주성분은 나노코산올 (nanocosanol)로,대부분알킬알콜구조를가지며 ,탄소와산소 성분으로이루어져있으므로,연잎,연잎분말，

연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가개질된실리카하이브리드 복합체의와탄소와산소성분구성비를조사하였다.그결과， (a)연잎의앞면의 경우에는탄소： 74.60%,산소： 25.40%, (b)연잎분말의경우에는탄소： 77.60%, 산소： 22.40%로나타났다,이는잎의여러가자부분 (탄소성분이낮은부분과 높은부분)이함께흔합되기때문에연잎을분쇄하는과정에서그화학구성이 약간변하게되기때문이다.또한 (c)

연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가개질된실리카하이브리드 복합체의경우에는，탄소 : 41.39%,산소： 39.64%，실리카: 18.97%로나타났다. 여기에서나타나는실리카의함량은고분자와페닐기가개질된실리카물질에 의한것이다.

[131] 도 24는연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가개질된실리카

하이브리드복합체의자세한구조를확인하기위한 TEM분석결과를나타낸 - 것으로,이미지에서나타난바와같이밀집되어있는클러스터형태를가짐올 확인할수있고,이러한클러스터구조는실리카네트워크에의한것으로 20-40nm크기를가지는폴리메틸하이드록시실록산고분자입자들이연잎과 페닐기가개질된실리카물질에잘결합되어형성된다.또한이러한밀집된 클러스터구조는실리카네트워크사이에공간을형성하고,하이브리드물질의 거칠기가형성하여초소수성을구현할수있도록한다.

[132] 도 25는연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가개질된실리카

하이브리드복합체의표면거칠기를확인하기위한 AFM분석결과를나타낸 것이다.하이브리드복합체의의 RMS(root mean square roughness)값^약 423.19nm,거칠기는약 312.30nm로나타났고,이는제조된하이브뫼드물질의 표면이매우거칠다는것을의미한다 .3-D， 2-D이미지에서매우밀집되어있는 실리카입자들을확인할수있으며 , 2-D라인프로파일쎄서도또한하이브리드 표면이높은거칠기를가지고있음을확인할수있다.

[133] 도 26은각물질들의작용기를 FTIR분석결과를나타낸것이다.

[134] (a)건조 ¾연잎은 3224cm-i에서잎표면의하이드록시기에의한넓은피크, , 2925cm-¹및 2850cm-¹에서 C-H비대칭및대칭신축진동에의한피크, 1630cm¹ 에서의강한피크는카르복실릭액시드의 C=0신축진동에의한피크를, 1433cm -¹및 1380cm-¹에서의피크는 CH₃대칭, CH₃, CH₂비대칭피크를나타내고, 1055cm-¹ 에서 -OH에 의한 피크를 나타내었다.

[135] (b) 연잎 분말의 경우, 연잎을 분쇄한 후에도 FT-IR 피크는 분쇄전과 유사한 것으로 나타났다. 이는 을 분쇄한 후에도 표면의 작용기들은 손상되거나 변하지 않았음을 의미한다.

[136] (c) 폴리메틸하이드록시살록산 고분자는 2960cm- '에서 CH3 스트레칭, 3380cm-

1에서 Si-OH, 1028cm ¹, 1122cm-¹에서 Si-O-Si, 1267cm ¹, 880cm ¹, 773cm-¹에서

Si-CH₃ 결합과 Si-(CH₃)₃ 결합ᅳ에서 나타나는 C-H 스트레칭 피크를 나타내었다.

[137] . (d) 페닐기가 개질된 오모실은 SlSOcm- ^Ocnr¹에서 넓은 Si-OH, 1028cm-¹ 에서 강한 Si-O-Si, 1133cmᅳ¹에서 용해되지 않은 방향족 물질의 피크를

나타내었다.

[138] (e) 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실라카 하이브리드 복합체는 피크들이 매우 명확하게 나타났는 바, 이로 인해 물질들이 잘 결합하였다는 것을 확인할 수 있었다. 1640c_m-ⁱ에서 강한 피크는 방향족 고리내의 이중결합, SlOOcnr^SSSOcm-¹에서 넓은 피크는 연잎에 존재하는 -OH과 폴리쩨틸하이드록시실록산내에 존재하는 Si-OH 피크. 연잎에 존재하는 강한 카보닐 스트레칭 피크는 하이브라드 후에도 여전히 남아있으며，페닐기가 개질돤오모실에서 볼 수 있는 지방족 페닐의 이중결합과 C-H 결합 또한 하이브리드 복합체에 존재한다. 이 점들로 미루어 보아, 연잎과 고분자, 페닐기가 개질된 오모실이 서로 잘 결합하였다는 것을 확인하였다.

[139] 도 27은 XRD 분석을 통해 물질의 ¾정화도를 확인하여 나타낸 것으로,

[140] (a) 건조된 연잎은 23°에서 넓은 피크가 나타나며，좁은 층간 거리를 보이고， 27°에서 약한 파크가 나타나는데 이것은 분자 내부 구조가 매우 불규칙함을 의미하며 ,좁은 층간 거리는 나노코사놀 왁스 층 내부에 OH기가 존재한다는 것을 의미한다ᅳ 아나노코사놀 층은 비극성의 메틸기를 잎의 표면에 가자고 있으며 이것이 약간의 층간거리를 4°에서 보인다.

[141] (b) 연앞 분말의 경우, 연잎을 45 이하의 크기로 곱게 분쇄한 후에는 분쇄전의 연잎에 비해 좀 더 결정성을 가지는 것으로 나타났다ᅳ 이것은 잎의 위쪽에 존재하는 왁스 결정들이 분쇄과정에서 고르게 아래쪽까자잘 분포되었음을 의미한다.

[142] (c) 폴리메틸하이드록시실록산 고분자의 경우, 10.68°, 21.32°, 22.84°, 24.94°,

25.68°에서 약한 피크들이 나타났으며 , 이는 약간의 결정성을 가진다는 것올 의미하므로, 반결정성을 가지는 것으로 판단된다.

[143] (d) 폴리메틸하이드록시실록산과 페닐기가 개질된 실리카의 하이브리드

복합체의 경우，페닐기가 개질된 실리카가 ~7.58°에서 강한 피크를 나타낸다.

[144] (e) 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산의 하이브리드 복합체의 경우

폴리메틸하이드록시실록산을 연잎분말과 혼합하자，연잎분말만 있을 때의 결정성 이 대부분 사라진 것으로 나타났다.

[145] (f) 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카 하이브리드 복합체의 경우, 고분자의 몇몇 약한 결정성 피크가 11°에서 나타났고, 페닐기가 개질된 실라카에서 기 인하는 약한 결정성 피크들 또한 나타났다. 이는， 하이브리드 복합체를 만드는 과정에서 화학적 결합이 발생했고, 이것으로 인해 반 결정성을 가지는 복합체가 제조되었음을 의미한다.

[146] 도 28은 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실라카

하이브리드 복합체를 기판위에 코팅한 후, 그 투명도를 측정한 UV-vis 그래프를 나타낸 것으로, (a) 코팅 후 1시간 동안 상온, (b) 코팅 후 1시간 동안 50°C에서 열처리 (c) 코팅 후 1시간 동안 100^oC에서 열처리， (d) 코팅 후 1시간 동안

200°C에서 열처 리 후의 투과도를 나타낸 것이다 . (a') 유리기환에서는，코팅 후 1시간 동안 상은에 둔 후 약 46%정도의 투과도를 보였고，열처리 온도를 높일수록 코팅된 필름의 투과도가 향상되었으며 , 200°C까지 은도를 올리자 투과도는 52.5%까지 향상 되었다. (b') 라미네이팅 필름에서와 투명도는 _ 유리기판에 코팅 했을 때와 마찬가지로, 열처리 온도가 상승할수록 필름 투광도가 향상돠었으며，. 유리기판에 비해 대체적으로 투과도가 훨씬 우수함을 확인할수 있었다. .

[147] 도 29는 TGA 분석을 통해 물질의 열적 안정성을 확인한 결과를 나타낸 것으로，

[148] (a) 연잎 분말: 연잎의 녹는점은 90°C 정도이나, 건조된 연잎이 표면의 왁스

결정들과 합되어 있는 상태에서는 그 열적 안정성 이 150°C 정도까지 강화되며 , 왁스 결정으로 구성된 나노 구조는 150^oC 이상으로 열을 가했을 때에도 사라지지 않고 남아 있게 되는바, 연잎 분말은 50-90^oC 근처에서 녹기 시작했으며, 이 온도에 도달했을 때 전체 무게와 5wt% 정도가 감소했다. 이것은 시료에 포함되어 있던 물이 증발하면서 발생한 무게 감소이다. 두 번째 무게 감소는 연잎의 왁스 결정 속에 포함되어 있는 유기 화합물의 감소로 250°C 근처에서 시작되었고, 이는 종래 보고된 것에 비하여 더 향상된 결과를 나타낸 것이다. 온도를 점차적으로 상승 시킬수록 무게 감소율은 점점 작아졌고, 이것으로 연잎 분말 자체의 우수한 열적 안정성을 확인할 수 있다.

[149] (b) 폴리메틸하이드록시실록산：실리카 골격에 메틸기와 하이드록시기를

가지고 있다. 100°C 근처에서 반웅에 참여하지 않은 물 분자가 분해되고, 200°C 부근에서 유기화합물의 분해가 일아난다. 222°C 부국에서 이 고분자의 본격적인 분해가 시작된다. 220~450°C 까지 온도를 올리는 중에 두 번째 분해가 일어난다. 400~520^oC에서 고분자 내의 MeSiO 부분아분해되어 완전히 사라진다. 본 고분자의 열적 특성 이 우수한 것은 고분자 내의 강한 Si-0-Si 결합 때문이다. 본 고분자가 견디는 최고의 온도는 512°C 정도이고 550°C 이상이 되면 거의 모두 분해된다.

[150] (c) 페닐기가 개질된 오모실：그 열적 특성 이 매우 우수하여 , 500°C에

이르러서야 초기 분해가 시작되었고 540-620°C에서 점차 분해되기 시작했다. 이 러한 우수한 열적 안정성은 강한 복소식 페닐 고리에 의한 것이다.

[151] (d) 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실라카 하이브리드 복합체 : 제조된 복합체 역시 우수한 열적 안정성을 나타내었다. 본래의 폴리메틸하이드록시실록산 고분자만 존재할 때에 비해 복합체의 열적안정성 이 증가한 것은 열적 안정성 이 우수한 페닐기가 개질된 실리카 물질 때문이다. 가장 큰 무게 감소는 550-600°C 근처에서 발생 했다.

[152] 도 30은 물방울 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 것이다.

[153] (a) 연잎과 연잎 분말의 동접촉각: 건조된 잎의 앞면은 전진 접촉각 160.90±2·0^ο, 후진 접촉각 160.90±2.0^ο으로 초소수 특성을 가지며 ~4.90±2.0°의 매우 낮은 접촉이력 값을 가진다. 건조된 잎의 뒷면은 전진 접촉각 138.90±2.0°, 후진 접촉각 126.20±2.0^ο의 소수 특성을 가진다. 분쇄된 잎을 유리기판 위에 도포한 후에도 전¾ 접촉각 159.05±3.0°과 후진 접촉각 151.80±3.0°의 초소수 특성을 가진다.

[154] . (b) 연잎 분말, 폴리메틸하이드록시실록산,

폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카 하이브리드 복합체 , 연잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 하이브리드 복합체，연잎 분말 /페닐기가 개질된 실리카의 하이브리드 복합체,

연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실뫼카 하이보리드 복합체를 각각 용매에 분산시킨 후, 유리기판에 코팅하여 정접촉각을 측정한 것이다.

[155] 연잎분말이 에탄올에 분산된 용액와 경우, 물방울 접촉각은 98.30±0.5°로

소수특성을 나타내었다. 고분자를 에탄올에 분산 시킨 경우, 초소수 특성을 나타내었다. 제조된 폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카 하이브리드 복합체의 경우에도 그 물방울 접촉각은 146.70±4.5^ο로 거의 초소수성에 가까운 수치를 나타내었다. 연잎 분말 /고분자 복합체의 경우에는， 친수성올 나타내었고 부분적으로 소수성을 나타내었다. 페닐기가 개질된 오모실 /연잎 분말 복합체의 경우에는 소수 특성을 가지는 표면이 만들어졌다. 반면에 연잎 분말 /고분자 / 페닐기가 개질된 실리카 복합체의 경우에는

부분적으로 소수성을 띄던 물질이 전체적으로 초소수성을 나타내었다.

[156] (c) 연잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실라카 하이브리드 복합체를 다양한 기판 (가죽나뭇잎의 앞면과 뒷면, 종이 , 천, 라미네이팅 필름 등)에 코팅한 후, 초소수성을 구현하는지를 확인한 결과，코팅 후 모든 기판에서 물^울 접촉각 175.00±2.0° 이상의 초소수 특성 이 발현됨을 확인하였다.

가죽나뭇잎 (TL)의 앞면에 본 하이브리드물질을 코팅 후，접촉각을 측정한 경우 전진 접촉각 178.80±0.5^ο, 후진 접촉각 174.50±1.0°으로 초소수 특성을

나타내었다. 뒷면의 경우에도, 전진 접촉각 178.50士 0.5°와 후진 접촉각

173Ό0±1.2°로 초소수 특성을 보였다.

[157] (d) 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카 하이브리드 복합체를 유리기판위에 코팅 한 후，다양한 온도에서 열처리를 하였을 때, 필름의 초소수 특성의 변화정도를 확인한 결과를 나타낸 것이다. 400°C 까지는 열처리를 한 후에도 접촉이력 값이 5.0 미만으로 나왔으며 , 필름의 소수 특성 이 유지 되었다. 600°C까지 그 처리 온도를 올렸을 때 표면은 초친수 특성을 나타내었으며, 접촉각이 거의 0°에 가까웠다.

[158] 도 31은 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실라카

하이브리드 복합체를 유리기판 위에 코팅 한 후, 600°C에서 열처 리 한 후의 필름 투명도를 확인한 결과를 나타내는 사진이다. 필름은 비교적 투명하며 , 물방울에 대해 초친수 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

[159] 도 32는 본 발명의 연잎분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된

실리카 하이브리드 복합체가 초소수성을 나타내는는 정확한 이유를 밝히기 위해서 하이브리드 물질의 제조법을 4가지로 다르게 해 본 후 물방울 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 것이다.

[160] (a)폴리메틸하이드록시실록산 고분자를 다양한 용매 (메탄올, 에탄올，

1-프로판올, 톨루엔， P-자일렌, 벤젠, 사이클로핵산，옥탄, 벤질 알콜 등)에 분산시킨 후 그 소수 특성을 확인한 결과，용매에 분산된

폴리메틸하이드록시실록산 고분자는 모든 용매에 있어서 초소수특성을 나타내었다. (e)는 용매에 분산된 모습을 나타낸 것이다.

[161] (b) 연잎 분말을 상기 (a)의 고분자 용액과 혼합한 결과, 연잎 분말은 몇몇 극성 용매 (메탄올, 에탄올, 1-프로판올)에 잘 분산되었고, 다른 용매들에서는 분산이 골고루 이루어지지 않았다 (f). 이에 상기 용액을 2분 동안 초음파 처리하여 용액의 분산성을 높인 후, 그 용액을 유리 기판에 캐스팅 법은로 코팅하고 그것의 물방을 접촉각을 확인하한 결과 얻어진 결과용액은 대부분 친수특성을 나타내었다. 벤젠의 경우에는 초소수 특성을 보였지만, 이 역시 용액 내에서의 고분자와 연잎분말의 분산성 이 떨어잠을 확인할수 있었다.

[162] (c)-메탄올，에탄올, 프로판을올 용매로 하여 제조된 연잎

분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카의 하이브리드 복합체를 다양한 기판위에 코팅한 후，그것의 물방울 접촉각을 확인한 결과로서， 제조된 복합체가 용매에 얼마나 잘 분산되어 있는지가 코팅 후 초소수 특성에 어떠한 영향을 미치는지를 초음파 분산 처리전과 후의 상태를 모두 측정하였다. 페닐기가 개질된 오모실을 소량 투입한 후, 제조된 하이브리드 복합체는 초소수성을 나타내었고, 초음파 분산 처리전과 후에 모두 초소수성을 보였으나, 초음파 처리로 용액의 분산성을 높인 후에 초소수 특성 이 더욱 개선됨을 확인할 수 있었다. 이로써，잘 분산된 용액일수록 코팅후 표면의 초소수 특성 이 우수하다는 것을 알 수 있다.

[163] (d) 물방울 접촉각을 측정할 때, 사용되는 물방울의 온도가 접촉각에 어떤

영향을 미치는지를 확인한 결과를 나타낸 것으로，물방을의 은도가 -0.2^oC 일 때， 표면에서의 초소수 특성은 접촉각이 176.43±1.0°으로 매우 우수하게 나타났다. 0°C 이하의 물에 대해 나타나는 초소수 특성은 ice resistance 효과라고 칭하며 , 얼음 결정이 표면에 붙지 않아야하는 다방면에 웅용될 수 있다. 물방울의 은도를 0°C에서 70°C까지 점차적으로 상승시킨 결과, 20~30^oC까자 온도를 상승시킨 경우 접촉각이 조금씩 더 상승하여 177.80±1.2^ο까자 도달하여 우수한 초소수 특성을 나타내었고, 이후 물방울의 온도를 50~60°C까지 더 상승시키자 접촉각은 점점 작아졌지만, 여전히 초소수 특성을 가지고 있었다. 이는 뜨거운 물에 의해 사료의 표면이 손상되었기 때문이다. 또한 물방울의 온도를 70^oC까지 상승시키자，접촉각은 127.50±0°으로 초소수성 표면에서 소수성 표면으로 그 초소수 특성이 저하되었는바，본 실시 예에 따른 하이브리드 복합체는 차가운 물 뿐만 아니라, 50^oC까지의 물에 대해서 초소수 특성 및 표면에 물이 붙지 않는 특성 이 있음을 확인하였다. ― _,

[164] 도 33은 제조된 하이브리드 복합체의 안정성을 높이기 위해 안정제로서

폴리비닐피 #리돈 (polyvinylpyrrolidone), 카나우바 왁스 (carnauba wax), 그래핀 혹사이드 (graphene oxide), 도파민 하이드로^'클로라이드 (dopamine hydrochloride) 투입하여 복합체를 제조하고 접촉각을 측정해본 결과를 나타낸 갓으로, 도파민을 제외하고는 제조된 하이브리드 복합체가 초소수 특성을 나타내었다.

[165] 도 34는 본 발명의 연잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카의 하이브리드 복합체의 오일흡착능의 실험결과를 나타낸 것이다.

[166] 50.0g의 증류수와 l.Og의 콩기름을 한 비커에 담고，연잎 (10장)을 따서 에탄올로 깨끗하게 세착하여 둔 후, 에탄올이 모두 증발돠고 나면 제조한 하이브리드 복합체가 담겨 있는 용액에 연잎 1~10을 담궜다가 빼내서 상온에서 몇 시간동안 건조한 다음, 본 복합체가 코팅된 잎을 증류수와 콩기름이 섞여있는 용액에 담구어 기름 흡착성을 확인하는 방법으로 실¾하였고, 이러한 실험과정을 10회 반복하여 행한 결과이다. 그 결과, 하기 표 5에 나타낸 바와같이，기름이 거의 완벽하게 제거되어 98% 이상의 흡착비율을 나타,내고, 표면의 초발수 특성은 유지되 ^ 것을 확인할 수 있었다. ^"

[167] 표 5

[Table 5]

[168] 이 러한 표 5 및 도 34의 결과로부터 본 발명의 복합체가 오일 흡착 분야에 대한 다양한 응용 가능성을 갖는 것을 확인할 수 있다. -

[169] 도 35(a)는 물 /기름 기판에서 제조된 복합체 분말에 의하여 콩기름을흡착한 후 형성된 콩기름 흡착물을 나타낸 것이다. 실험과정은, 500ml 비커에 250ml의 물을 채운 후 , 의 콩기름이 물 표면에 홀어지도록 하고， lg의 하이브리드

복합체 (연잎분말 /고분자 /실리카)를 오일 경계면에 퍼지도록 한 다음 점점 속도를 높여가면서 고속 (>1000 rpm)으로 용액을 교반하였다. 하이브리드 복합체는 물 /기름의 표면에서 거의 모든 오일 층을 흡수하여 오일 페이스트를 형성하였고，하이브리드 복합체 /오일 페이스트를 수거하여 오일 흡착량을 계산하였다. 그 결과, 콩기름을 흡착한 오일 페이스트는 건조 전 2.9408g, 37°C에서 4시간 30분동안 건조시킨 후， 2.5012g, 37°C에서 12시간 건조시킨 후 2.4665g, 37°C에서 24시간 건조시킨 후 2.4471g으로 계산되었는 바，매우 우수한 오일 흡착능을 확인할 수 있었다.

[170] 도 35(b)는 알루미늄 호일 기판에서 제조된 복합체 분말에 의하여 콩기름을 흡착한 후 형성된 콩기름 흡착물을 나타낸 것이다. 실험과정은, 하이브리드 복합체 (연잎분말 /고분자 /실리카) 0.0742g을 알루미늄 호일로 된 용기 (7.4277 g)에 놓고,콩기름 0.1113g을 하이브리드 복합체 분말 표면에 방울방울 떨어뜨렸다. 분말이 오일 주변으로 홀어지는 것을 제어하면서 하이브리드 복합체 분말에 의하여 기름을 흡착시킨 후 오일 페이스트를 형성하였다. 하이브리드 분말에 의하여 흡착된 오일을 계산한 결과 (하이브리드 연잎분말 (0.0742g)+오일 페이스트： =0.1780g °C 흡착된 오일 무게 =0.1038g), 93% 이상의 탁월한 흡착이 이루어졌음을 알루미늄 호일에서 관찰할 수 있었다. 이 결과로부터 우수한 오일 흡착능을 가짐을 확인할 수 있었다.

[171] 도 36은 가죽나뭇잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카 하이브리드 복합체를 다양한 기판에 코팅한 후, 초소수 특성을 나타내는지 확인하여 나타낸 것으로, 유리 , 플라스틱，금속，라미네이트 필름, 시료 질량 측정시 사용되는 종이 , 구두, 알루미늄 호일, 나무매트 바닥재 등 다양한 기판에 코팅 이 가능하며 코팅 후 즉시 초발수 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 즉， 매우 다양한 분야에 본 발명의 고분자 복합체를 웅용할 수 있는 것으로 판단된다.

[172] 도 37은 플라스틱과 유리 기판 위에 가죽나뭇잎

분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개질된 실리카 하이브리드 복합체를 코팅 한 후, 자가 세정 능력을 테스트 한 결과를 나타낸 것으로，플라스틱 위에 . 하이브리드 물질을 코팅 한 후，기판을 약간 기을인 후 물방을을 떨어뜨리면 표면에 달라붙지 않고 바로 굴러 떨어졌다. 또한 자가세정효과를 증명하기 위해 10 미크론이하의 Zn 과 카본분말을 상기 하이브리드 복합체가 코팅된 유리기판 위에 흩뿌린 후, 물방울을 떨어뜨려 표면에서 이물질이 제거되는 양상을 관찰한 결과，물방울을 떨어뜨리는 즉시 이물질아물과 함께 제거됨을 확인 할 수 있었다.

[173] 도 38은 연잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가개질된 실라카

하이브리드 복합체를 다양한 기판에 코팅한 후, 초소수 특성을 나타내는지 확인하여 나타낸 것으로, 라미네이팅 필름, 나뭇잎，고무 장갑, 알루미늄 판, 종이 , 천, 금속 봉, 시멘트 바닥, 나무 판 등 다양한 기판에 코팅 이 가능하며 코팅 후 즉시 초발수 특성을 나타냄을 확인할宁있었고，모든 기판에서 물방을 접촉각 175.00±2.0^ο이상의 초소수 특성 이 발현됨을 확인할 수 있었다. 이 결과는 제조된 하이브리드 복합체가 거의 모든 재료에 코팅이 가능하며，코팅 후 즉각적으로 초발수 특성 및 물이 표면에 붙지 않는 효과를 나타내어 다양한 곳에 웅용이 가능하다는 것을 의미한다.

[174] 도 39는 제조된 연잎 분말 /폴리메틸하이드록시실록산 /페닐기가 개잘된 실리카 하이브리드 복합체의 물방을이 붙지 않는 특성을 실험을 통해 확인한 것으로， 한쪽 면에만 접착력이 있는 라미네이팅 필름을 유리기판에 접착시키고, 라미네이팅 필름위에 제조한 하이브리드 복합체를 캐스팅 법으로 코팅한 후， 물방울을 떨어뜨리자 물방을이 표면에 묻지 않고 밖으로 다 굴러 떨어지는 것을 확인 할 수 있었다. 즉, 이 결과로부터 본 발명의 복합체가 150° 이상의 높은 물방울 접촉각을 가지는 동시에 표면에 물방울이 붙지 않는 특성올 가지고 있어 자가세정 코팅 분야에 웅용이 가능함을 확인할 수 있었다. [175] 이상에서는,본발명의실시예를중심으로설명하였으나，당업자의수준에서 다양한변경을가할수있음은물론이며,본발명의권리범위는상기실시예에 한정하여해석될수없고，아하에서기재하는특허청구범위에의하아 해석되어야한다.

산업상이용가능성

[176] 본발명에따른신규의고분자복합체는우수한초소수특성과뛰어난열적 안정성을가지고있어초소수성이필요한다양한분야에옹용이가능하여 산업상이용가능성이있다.특히 ,연잎분말을하이브리드한고분자복합체는 우수한친유특상도가지고있어서기름흡착재로서매우유용하게활용될 것으로기대된다.

Claims

청구범위

[청구항 1] 식물의 잎으로부터 수득한 구조적으로 소수성, 또는 초소수성인 잎분말;

소수성 고분자；및

페닐기가 개질된 오모실 (Ormosil: organically modified silicate)의 하이브리드 복합체로서 , 마이크로 -나노 구조를 형성하고 초소수성을 가지는 고분자 복합체.

[청구항 2] 제 1 항에 있어서，

상기 소수성 고분자는 폴리하이드록시실록산계 고분자인 것을 특징으로 하는，고분자 복합체.

[청구항 3] 제 1 항에 있어서 , - 상기 식물의 잎은 소수성 또는 초소수성 표면을가지는 것을 특징으로 하는，고분자 복합체.

[청구항 4] 제 3 항에 있어서 , ᅳ

상기 식물은 가죽나무, 소태나무, 동백나무，벼，연 또는 토란 중에서 선택된 1종 이상의 식물인 것을 특징으로 하는，고분자 복합체. -

[청구항 5] 제 ⁴ 항에 있어서，

상기 식물의 잎은 연잎인 것을 특징으로 하는，고분자 복합체.

[청구항 6] 제 5 항에 있어서，

상기 고분자 복합체는 친유성을 가지는 것을 특 ^ᅵ으로 하는， 고분자 복합체 .

[청구항 7] 제 1 항 내자 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 고분자 복합체를

포함하는 것을 특징으로 하는 초소수성 코팅용 조성물.

[청구항 8] 제 5 항 또는제 6 항에 따른 고분자 복합체를 포함하는，친유성 및 초소수성 코팅용 조성물. ᅳ

[청구항 9] 제 7 항에 따른 조성물로 코팅하여 형성되는, 초소수성 코팅막.

[청구항 10] 제 8 항에 따른 조성물로 코팅하여 형성되는, 친유성 및 초소수성 코팅막.

[청구항 11] 제 5 항또는 제 6 항에 따른 고분자 복합체를 이용한 기름흡착재 .