액적 충돌 거동에 대한 표면 패턴의 영향에 관한 연구

A Study on the Effects of Surface Patterns on Droplet Impingement Behaviors

본 논문에서는 나노임프린트 리소그래피 기술을 이용하여 다양한 발수 표면을 제작하였으며, 발수기능의 안정성을 향상시키기 위해 액적의 충돌 거동에 대하여 평탄한 단위면적에 대한 구조물의 면적비인 표면 변수의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 액적의 충돌 거동을 연구하기 위해 액적 충돌 시험을 통하여 충돌한 액적이 되튐에서 분산으로 천이 되는 임계높이를 측정하였다. 높은 표면 변수에서는 낮은 임계높이가 관찰되었으나, 낮은 표면변수에서는 임계높이가 증가하는 경향을 관찰하였다. 그러나, 표면변수가 더욱 감소할 경우 임계높이가 다시 감소하는 경향을 보였다. 관찰된 결과는 높은 임계높이를 위해서는 최적의 표면 형상 설계가 요구됨을 제시하고 있다.

In this paper, the hydrophobic rough surfaces were prepared by employing a conventional nano-imprint lithography technique, and the effects of surface parameter, ratio of the top surface to the flat unit cell, on the impingement behaviors of liquid droplet were investigated to improve robustness of hydrophobic functionality. The critical height defined for the transition from rebound to fragmentation is measured by droplet impingement test in order to study dynamic behavior of an impinged droplet. It showed the critical height decreased with high surface parameter while it increased with low surface parameter. However, the critical height decreased again as surface parameter decreased further. Observed results suggest that the optimized surface pattern should be designed for the increased critical height.