서울대 제원호 교수팀, 젖어도 물방울 안 생기는 ‘초친수성’ 과학적 원리 규명
각종 도료나 화장품 재료, 색소 등으로 자주 쓰이는 ‘이산화티타늄’이 최근 김 서림 방지 제품 용도로도 주목받고 있다. 이 물질이 빛을 흡수하면 표면에 물방울이 맺히지 않고 넓게 퍼져나가는 ‘초친수성(超親水性·물과 굉장히 친한 성질)’이 생기기 때문. 하지만 이산화티타늄이 왜 이런 성질을 갖고 있는지는 과학적으로 밝혀지지 않고 있어 응용 제품을 개발하는 데 걸림돌이 돼 왔다.

서울대 물리천문학부 제원호 교수(사진)팀은 이산화티타늄이 빛을 받으면 초친수성을 띠게 되는 과학적 원리를 처음으로 규명했다고 20일 밝혔다. 이 원리를 응용하면 와이퍼 없이도 깨끗한 시야를 얻을 수 있는 선박이나 자동차용 유리를 만들 수 있어 안전운행에 도움이 될 것으로 보인다.

제원호 교수팀은 자체 개발한 원자현미경을 이용해 이산화티타늄을 관찰하며 여러 가지 실험을 반복했다. 이 결과 이산화티타늄이 가시광선과 근적외선을 흡수할 경우 표면에 전자가 생기고, 이 전자와 공기 중에 있는 물분자가 반응해 독특한 ‘흡착물층’이 생성된다는 사실이 밝혀졌다. 이 흡착물층은 다시 물방울을 강한 인력으로 끌어당겨 초친수성을 발생시킨다는 것이다.제 교수는 “초친수성 물질은 빗물이 묻지 않는 유리창은 물론이고 청소가 필요 없어 효율이 뛰어난 태양광 발전 패널용 유리 등을 만드는 데도 쓸 수 있다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제 저널인 미국국립과학원회보(PNAS) 4월 7일자 논문으로 게재됐다.

전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com
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