▲ ▲한국기계연구원 이제훈 박사가 초발수 표면을 찍어낼 수 있는 금형을 레이저 가공 기술을 통해 제작하고 있다. . ▲한국기계연구원 이제훈 박사가 초발수 표면을 찍어낼 수 있는 금형을 레이저 가공 기술을 통해 제작하고 있다.

레이저로 물이 묻지 않는 3차원의 초발수 표면을 양산하는 세계적 수준의 친환경 미세가공 공정 기술이 국내 최초로 개발돼 전자제품 등 다양한 산업에 영향을 미칠 전망이다.

한국기계연구원 광응용기계연구실 이제훈 박사팀은 지식경제부 산업원천 연구개발사업인 ‘생태모사 청정표면 가공기술 개발(총괄책임자 김완두)과 ‘레이저 미세 가공기술 개발(총괄책임자 이제훈)’을 통해 사출성형에 필요한 레이저 미세 금형 가공 기술을 개발함으로써 자정 효과를 가진 다양한 표면의 대량 생산이 가능해졌다고 28일 밝혔다.

초발수 표면이란 물방울이 잘 묻지 않은 표면으로서 자기 세정효과(self-cleaning effect)를 지닌다. 지금까지 초발수 표면은 화학 코팅이나 포토 리소그래피 등으로 제작된 제품마다 일일이 직접 코팅하기 때문에 제작 비용이 비싼 데다 기능이 오래 지속되지 못해 상용화가 어려웠다. 또한 제작할 수 있는 소재에 제약이 있고 평면 위의 패턴만 찍어낼 수 있었다.

그러나 이번에 개발된 피코초 펄스 레이저를 이용한 미세 가공기술은 사출 성형에 필요한 곡면이나 3차원의 금형 표면에 마이크로 구조체를 직접 제작함으로서 금속, 폴리머, 유리 등 다양한 소재의 초발수성 표면을 저가로 무한히 생산할 수 있다. 또한 금형의 패턴을 조절해 거꾸로 초친수성 표면 제작에도 응용될 수 있다. 이처럼 반영구적이며 환경친화적인 공정을 구현하는 이 기술은 전 세계적으로 주목받고 있는 첨단레이저 가공기술 가운데 선두 기술로 평가 받고 있다.

연구책임자인 이제훈 박사는 “최근 글로벌 환경 규제의 강화로 기존의 기계적, 화학적 공정을 대체할 수 있는 청정 미세가공 공정 개발에 대한 요구가 늘고 있다”며 “새로 개발된 기술은 전자제품부터 의료기기에 이르기까지 응용분야가 무궁무진해 산업 전반에 적용 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 이번에 개발된 기술은 현재 국내특허가 출원됐으며, 이번 연구결과는 레이저 미세 가공 분야에 권위 있는 저널인 ‘Japanese Journal of Applied Physics' 에 게재됐다.