Polymer(Korea) (폴리머)

The Polymer Society of Korea (한국고분자학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Fabrication of High-Aspect-Ratio Microscale Polymer Hairs Having Surface Wrinkles

고 세장비 표면주름을 가진 마이크로 폴리머 헤어 제작

  • 박상후 (부산대학교 기계공학부/정밀정형 및 금형가공연구센터) ;
  • 김성진 (부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 박희진 (부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 이주철 (부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 신보성 (부산대학교 정밀정형 및 금형가공연구센터)
  • Received : 2012.10.08
  • Accepted : 2012.11.06
  • Published : 2013.01.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

We proposed a new process to fabricate a high-aspect-ratio microhair having surface wrinkles using the contact-and-tension of a microstamp. Through this work, we observed that regular surface wrinkles were generated on the hair with a diameter of around $20{\mu}m$ due to the uni-directional compressive stress during the photocuring process by ultraviolet light. To do this, we conducted an experimental system setup for contact-and-tension process. From the preliminary test results, we believed that the proposed method can be applied to make a long polymer hair having surface wrinkles for special applications to biomimetics, and some research fields related on surface area such as heat transfer and catalyst enhancement.

본 연구에서는 스탬프와 레진의 접촉-인장 방법을 이용하여 고 세장비를 가지는 폴리머 마이크로 헤어를 제작하는 공정을 제안하였다. 또한 광경화시 수축방향에 따라 마이크로 헤어에 표면주름이 다르게 생성되는 것을 실험적으로 관찰하였으며, 헤어의 직경이 $20{\mu}m$ 부근일 때, 일정한 패턴을 가진 표면주름이 제작되었다. 이 직경에서 스탬프와 레진의 접합력보다 수축력이 더 크게 되어 광경화 도중에 레진이 스탬프에서 분리되면서 단방향의 수축을 유도하게 되어 일정한 간격의 주름이 발생하는 것으로 사료된다. 본 연구의 기초결과를 이용하여, 향후 균일한 표면주름을 가지는 다양한 형태의 마이크로 폴리머 헤어를 제작할 수 있을 것으로 사료되며, 생체모사, 열전달 및 촉매 촉진과 같은 표면적과 관련된 기술 등 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 사료된다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국연구재단, 교육과학기술부

References

  1. H. Porada and E. H. Bouougri, Earth-Science Reviews, 81, 199 (2007). https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2006.12.001
  2. D. Y. Khang, H. Jiang, Y. Huang, and J. A. Rogers, Science, 311, 208 (2006). https://doi.org/10.1126/science.1121401
  3. P. C. Lin and S. Yang, Soft Matter, 5, 1011 (2009). https://doi.org/10.1039/b814145b
  4. K. Khare, J. Zhou, and S. Yang, Langmuir, 25, 12794 (2009). https://doi.org/10.1021/la901736n
  5. J. Y. Chung, A. J. Nolte, and C. M. Stafford, Adv. Mater., 23, 349 (2011). https://doi.org/10.1002/adma.201001759
  6. C. Harrison, C. M. Stafford, W. Zhang, and A. Karim, Appl. Phys. Lett., 85, 4016 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1809281
  7. Z. Y. Huang, W. Hong, and Z. Suo, J. Mech. Phys. Solids, 53, 2101 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jmps.2005.03.007
  8. S. H. Im and R. Huang, J. Mech. Phys. Solids, 56, 3315 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jmps.2008.09.011
  9. M. Schaefer, P. Jacobs, and D. Bauer, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 51, 935 (2010). https://doi.org/10.1007/s00170-010-2670-y
  10. H. E. Jeong, J. K. Lee, M. K. Kwak, S. H. Moon, and K. Y. Suh, Appl. Phys. Lett., 96, 043704 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3298554
  11. L. Ge, L. Ci, A. Goyal, R. Shi, L. Mahadevan, P. M. Ajayan, and A. Dhinojwala, Nano Lett., 10, 4509 (2010). https://doi.org/10.1021/nl102398w

Cited by

  1. Fabrication of micro-scale wrinkles on a curved surface using weak-polymerization and surface shrinkage vol.15, pp.11, 2014, https://doi.org/10.1007/s12541-014-0616-2
  2. Fundamental Study on Heat Transfer Enhancement Effect of Microscale Surface Wrinkles vol.26, pp.9, 2014, https://doi.org/10.6110/KJACR.2014.26.9.447
  3. Out-of-plane stretching for simultaneous generation of different morphological wrinkles on a soft matter vol.122, pp.7, 2016, https://doi.org/10.1007/s00339-016-0237-y