윤활제 함침 표면(LISs)은 거친 표면 구조 내부에 갇힌 윤활제 층을 액-액 계면으로 활용함으로써 탁월한 미끄러움과 비젖음(비젖음성) 특성을 제공한다. LISs의 성능은 표면 위에 내구성 있는 윤활제 층을 유지하는 데 달려 있으며, 미세미터 스케일의 공극과 나노미터 스케일의 거친 구조로 이루어진 계층적 표면은 윤활제의 저장 및 분포를 향상시키는 해결책으로 일반적으로 기대되어 왔다. 그러나 기존의 계층적 표면들은 미크로미터 기판 패턴의 치수와 첨가되는 나노구조의 치수 사이에 존재하는 현저한 크기 불일치로 인해, 윤활제 잔류(보유) 성능을 기대한 수준으로 달성하지 못하는 경우가 주로 보고되었다. 본 연구에서는 유입된 윤활제의 잔류 및 재분포를 향상시키기 위해, 유사한 스케일의 준미세미터 저장소(∼300 nm)와 나노미터 크기의 풀잎(grass-like) 모양 구조를 특징으로 하는 정교화된 계층적 나노다공성 표면 설계를 제시한다. 저장소는 양극산화 알루미늄 산화물(AAO)의 자체조립 패턴을 이용해 제작하고, 풀잎 모양 나노구조는 구리의 화학적 산화로 형성하여, 복잡한 나노가공 기술 없이도 용이한 제작 공정을 보여준다. 계층적 표면은 점적 전단 박리(shearing drainage) 조건에서 대조 시편에 비해 윤활제 잔류 성능이 최대 300%까지 향상되며, 추가로 이전에 배수되어 비워진 영역에서 윤활제 층의 수동적 재충전(passive refilling)도 확인된다. 또한 표면 구조의 구조적 건전성과 유입된 윤활제의 안정적인 잔류는 높은 관성력과 반복 실험 하에서 확인된다. 제작된 표면이 보여주는 향상된 윤활제 잔류 성능과 구조적 내구성은, 내구성과 기능성이 향상된 LIS를 개발하기 위한 유망한 대안을 제공한다.

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