나노 또는 마이크로 입자를 이용한 건식 접착제의 제조 및 특성 분석
Fabrication and characterization of the nano- and micro-particle transferred dry adhesives
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초록
본 연구에서는 마이크로 또는 나노 입자를 폴리디메틸실록산 (PDMS)에 전사시켜 건식 접착제를 제조하고 특성에 대하여 고찰하였다. 20 nm, 40 nm, 70 nm의 직경을 가지는 구리 나노 입자와 5 m의 직경을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA) 마이크로 입자를 전사시켜 PDMS 건식 접착제를 제조하였다. 입자의 종류 및 크기가 변화함에 따라 건식 접착제의 기계적 특성, 인장 접착강도, 표면 형상, 접촉각, 광학적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 20 nm 직경을 가지는 구리 나노 입자를 전사시켜 얻은 건식 접착제는 bare PDMS 필름에 비하여 300% 이상 향상된 인장 접착강도를 가졌다. 나노 입자를 전사시켜 얻은 건식 접착제의 표면 구조가 높은 인장 접착강도를 부여하는 원인으로 추정된다. 본 연구결과는 나노 입자를 전사시키는 방법이 PDMS 건식 접착제의 제조에 있어 쉽고 효과적임을 시사한다.
Abstract
In this study, the micro- and nano-particles were used and their shapes were transferred into the polydimethylsiloxane (PDMS) film to fabricate the dry adhesives and their properties were investigated. The particle sizes of 20 nm, 40 nm and 70 nm of Cu nanoparticles and the particle size of 5 µm of polymethylmethacrylate (PMMA) were used to transfer their images and the resultant properties of the dry adhesive were compared. The effects of particle size and materials on the mechanical property, tensile adhesion strength, light transmittance, surface morphology, water contact angle were characterized. The dry adhesives obtained from the transfer of 20 nm of Cu nanoparticles resulted in the enhancement of tensile adhesion strength more than 300% compared to that of the bare PDMS. The formation of nanostructure on the surface of the PDMS film by the Cu nanoparticles may responsible for the improvement. This study suggests that the use of nanoparticles during the fabrication of PDMS dry adhesives is easy and effective.
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