Colloidal lithography is a technique that uses colloidal nanoparticles as a mask to create a regular pattern or structure, which can be used to create a regular pattern. A plasmonic color may be realized by depositing a metal on a regular pattern made by using colloidal lithography, and a hydrophobic waterproof surface may also be manufactured by increasing the contact angle with water while changing the shape of the pattern. This research designed a new type of three-dimensional polymer structure using the wetting phenomenon that occurs in the colloidal monolayer. The silica particles used in this research are embedded in the resist by capillary wetting until a contact angle with the resist is reached, but if the amount of resist is very insufficient, the resist is not embedded but rises on the silica particles. Various characteristics were analyzed by designing a new type of 3D polymer structure that did not exist before using this phenomenon. The contact angle of the resist SU8-2 used in this study with water was about 40 degrees, and the contact angle of the 3D nanostructure made using the SU8-2 increased to a maximum of 135 degrees. In addition, when aluminum was deposited on this nanostructure, a plasmonic color appeared, and a color change was induced by changing the structure. The biggest advantage of this research is that it is possible to create a nanostructure with a high contact angle and implement a plasmonic color using only a minimum resist without post-treatment.
콜로이드 리소그래피는 콜로이드 나노입자를 마스크로 사용하여 규칙적인 패턴이나 구조를 만드는 기법으로, 이를 이용하여 규칙적인 패턴을 만들 수 있다. 콜로이드 리소그래피를 이용하여 만든 규칙적인 패턴 위에 금속을 증착하여 플라즈모닉 컬러를 구현할 수 있으며, 패턴의 형태를 변화시키면서 물과의 접촉각을 증가시켜 소수성 방수 표면 또한 제작할 수 있다. 본 연구에서는 제한된 양의 고분자 레진 위에 놓인 콜로이드 단층 배열에서 일어나는 젖음 현상을 이용하여 새로운 형태의 3차원 고분자 구조체를 설계하였다. 본 연구에서 사용하는 실리카입자는 레지스트와의 접촉각을 이룰 때까지 레지스트에 침강하게 되는데, 이때 레지스트의 양이 매우 부족할 경우, 실리카입자가 침강하는 형태가 아닌, 레지스트가 실리카입자를 타고 부상하는 형태를 이루게 된다. 이러한 현상을 이용하여 기존의 존재하지 않았던 새로운 형태의 3차원 고분자구조를 설계하여 여러가지 특성을 분석하였다. 본 연구에서 사용하는 레지스트인 SU-8의 물과의 접촉각은 약 40도이며, 이 SU8-2를 이용하여 만든 3차원 나노구조의 접촉각은 최대 135도까지 증가하였다. 또한 이 나노구조에 알루미늄을 증착할 경우 플라즈모닉 컬러가 나타났으며, 구조체를 변화시키며 색의 변화를 유도하였다. 이 연구의 가장 큰 장점으로는 후처리 없이 최소한의 레지스트만을 이용하여 높은 접촉각을 가지며 플라즈모닉 컬러를 구현할 수 있는 나노구조체를 만들 수 있다는 것이다.
