일본산업뉴스요약

유리, 도포막으로 항구적 발수
나가세산업과 도호쿠대학, 신기술 개발

화학약품상사 나가세(長瀬)산업과 도호쿠(東北)대학 등이 유리 및 실리콘 표면이 도료 없이도 발수가 되는 가공기술을 확립했다. 특수 단백질 ‘페리틴(Ferritin)’과 나노 레벨의 초미세 가공기술을 조합해 기존의 코팅막보다도 항구적으로 발수할 수 있는, 나가세산업에 따르면 세계 최초의 기술이다. 성공의 돌파구가 된 것은 반도체 가공기술과 연꽃 잎 구조였다. 투명성와 내구성을 양립한 것으로, 앞으로 수요가 늘어나는 자율주행용 카메라, 센서에 최적화된 것이라고 한다. 2020년에 수탁 가공 등을 통해 상용화할 계획이다.

나가세산업이 도호쿠대학과의 공동연구를 시작한 것은 2013년. 하지만 초반에는 유리의 발수 가공이 아닌 반도체 가공을 연구했었다. 유리 표면의 발수 가공은 도호쿠대학의 사무카와(寒川) 교수가 오랜 기간 연구해온 기술로, 실리콘 기판에 나노 사이즈의 요철 구조를 도입한 것이다. 2018년 초, 가공된 실리콘 기판을 본 연구원 중 한 명이 “이건 연꽃 잎 표면 구조랑 똑같지 않나?”라고 말했다.

연꽃 잎 표면은 물에 젖지 않는 구조를 가지고 있는 것으로 연구자들 사이에서는 유명하다. 공동 연구팀은 “응용한다면 발수성이 높은 표면 가공이 가능해질 것이다”라고 판단, 반도체 가공과 병행해 유리의 발수 가공을 연구하게 되었다. 실리콘으로 실험한 결과, 표면에 물이 거의 묻지 않았다. 실리콘과 유리는 모두 규소가 주성분이다. 유리에도 응용 가능성을 실험해본 결과, 동일하게 발수가 이루어졌다.

미세 가공의 핵심은 나가세산업이 2016년에 양산기술을 확립한 단백질의 일종인 ‘페리틴’이다. 페리틴은 산화철을 함유하고 있어 소재 표면에 바른 다음 열처리하면 유리 표면에 산화철만 남게 된다. 이후 특수 빔을 통해 소재 표면을 가공하면 산화철이 남은 부분 이외의 부분이 깎이게 된다. 표면에 8~10나노미터의 미세한 돌기를 깎아내 균일하게 만들 수 있다. 이를 통해 물 분자와의 접촉 면적이 작아져 발수가 되는 것이다.

나가세산업은 8월에 국제 특허를 출원. 공동 연구에는 도호쿠대학 외에도 미세 가공장치 업체인 리소텍재팬(사이타마 현), SPP테크놀로지즈(도쿄) 등도 참여했다.

새로운 가공기술은 유리의 발수성을 높이기 위한 도포막이 필요 없고 투명성도 높다. 이용 시 센서 및 카메라 등 정밀도가 요구되는 기기의 성능을 저하되지 않는다. 표면을 문지르거나 하지 않는다면 반영구적으로 유리 표면이 발수된다.

사소한 발견으로 이루어진 이번 신기술. 자율주행 관련 시장은 센서만으로도 2020년에 2017년 대비 배증한 1조 7천억엔으로 확대된다는 추계도 있다. 나가세산업은 “센서와 스마트폰 시장을 타깃으로 사업화를 추진해나갈 것이다”라는 포부를 밝혔다.

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