Nano-scaled stretchable films with super-hydrophobicity have highly attractive poten-tial in the diverse application fields including waterproof and antifouling treatment of various stretchable micro-devices such as wearable electronics or functional textiles. Herein, nano-scaled uniform and stretchable polymer films providing sufficient hydrophobic performance were pre-pared by initiated chemical vapor deposition (iCVD) without utilizing micro- or nano- topogra-phy. The novel properties of polymer films integrating superhydrophobicity and high stretchabil-ity were achieved through the copolymerization of two monomers of 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl acrylate (PFOA) and 1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane (V3D3) to form a crosslinked fluoropolymer network with low crystallinity and elasticity as well as the outstand-ing hydrophobicity. The composition of copolymers was adjusted by controlling the flow rates of the monomers, PFOA and V3D3, and confirmed through FT-IR and TOF-SIMS. The copolymer film with the optimized composition showed the elastic limit higher than 200% while maintain-ing the superhydrophobic property. An 800 nm-thick copolymer thin film showed excellent me-chanical durability without any damage even in repeated tensile test. The elastic copolymer film also displayed excellent chemical resistance on various organic solvents for 24 hrs. The high transparency and high uniformity could enable this thin film to be successfully applied as sub-strates for displays. Thus, we believe this thin film can be widely applicable to superhydrophobic modification of various stretchable nano- and micro devices such as wearable electronic device, due to its conformal deposition with easy control of nano-scale thickness.
초발수성을 띠는 나노 스케일의 신축성 박막은 발수와 오염 방지 특성을 요구하는 웨어러블디바이스나 기능성 섬유와 같은 분야에서 굉장한 관심을 받고 있다. 이 논문에서는 개시제를 이용한 기상 증착 공정을 통해 마이크로- 또는 나노- 구조 없이 충분한 발수성을 띨 수 있는 나노 스케일의 균일하고 신축성을 가지는 고분자 박막에 대해 소개하고자 한다. 초발수성과 신축성을 겸비한 이 독특한 고분자 박막의 성질은 발수성을 부여하는 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl acrylate (PFOA)와 가교를 통해 불소 고분자 구조의 결정성을 낮추고 탄성력을 부여하는 1,3,5-trivinyl-1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane (V3D3)와의 공중합을 통해 이루어졌다. 공중합체의 성분비는 반응 시 두 단량체의 주입 속도에 따라 조절되었으며, Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR)과 Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS)를 이용하여 분석하였다. 최적의 조성으로 공중합된 박막은 초발수성을 유지하며 200% 이상의 탄성 한계를 보여주었다. 800 nm 두께의 공중합 박막은 반복된 연신 동작에도 어떠한 손상이 없는 훌륭한 기계적인 내구도를 보여주었고, 다양한 유기 용매에 24 hr 담근 뒤에도 발수성을 유지하는 등 화학적 내구성도 보여주었다. 높은 투명도와 균일도는 이 박막이 디스플레이에서도 성공적으로 적용될 가능성을 보여주었다. 따라서, 우리는 이 박막이 나노 스케일에서 두께를 조절하는 것이 용이하고 균일한 증착이 가능하다는 것에 힘입어 초발수성을 요하는 다양한 신축성 나노 및 마이크로 디바이스에 폭넓게 적용될 것이라 생각한다.
