초수소성 나이프로 물 자르기

물과 잘 섞이는 성질을 친수성, 반대로 물과 잘 섞이지 않으면 소수성을 띈다고 한다. 친수성과 소수성은 두 개 이상의 원자로 이루어진 분자 내 전자 분포에 따라 달라지는 성질인 극성과 무극성의 영향을 받는다. 물은 두 개의 수소와 1개의 산소 원자로 이루어진 대표적인 극성 분자로 산소가 수소를 더 큰 힘으로 끌어당겨서 힘의 불균형이 발생하여 산소는 음전하, 수소는 양전하를 띄게 된다. 즉, 전자가 산소 쪽에 쏠려 고르지 못하게 되므로 극성이 되는데, 같은 성질끼리는 친화력이 강하기 때문에 보통 극성인 물 분자와 잘 섞이는 극성 물질이 친수성, 잘 섞이지 않는 무극성 물질이 소수성을 띤다.

또한 액체는 고체가 접촉하고 있을 때 액체의 표면이 스스로 수축하여 되도록 작은 면적을 취하려고 하는 표면장력 때문에 접촉각이 형성된다. 이 때 액체 물방울의 측면과 바닥 면이 접촉하는 각도가 30도보다 작으면 친수성, 90도보다 크면 소수성을 띤다. 접촉각이 90도를 넘어가게 되면 액체는 고체 표면을 적시지 않게 된다. 즉, 접촉각이 낮으면 표면 에너지가 높은 친수성이고 접촉각이 낮으면 표면 에너지가 낮은 소수성이다. 초소수성은 접촉각이 소수성보다 더 큰 150도를 넘어가서 거의 구형을 띠게 되는데, 물이나 액체의 표면장력이 작용하지 못하기 때문에 초소수성 칼날을 만들면 물방울을 잘라 불리할 수 있게 된다. 초소수성은 스마트폰에서 사용하는 디스플레이, 광학 렌즈의 코팅, 초소수성 코팅에 세균의 세포벽을 파괴하는 항균 입자를 더한 유해 박테리아 제거 기능을 이용한 의료장비나 방역기구, 조리기구 등에도 활용될 수 있다.