The omniphobic surface, which is composed of biomimetic doubly re-entrant structures, has a non-wet property regardless of the wetting characteristics of any liquid. The doubly re-entrant structure is crucial because it is biocompatible and chemically stable and structurally retains omniphobic without chemical treatment. Various methods have been tried to make such a structure, but complex methods such as multistep etching and circularly polarized light have been used. In this paper, doubly re-entrant structures are fabricated by photolithography using reaction-diffusion photolithography. Reaction-diffusion photolithography is a photolithography method using diffusion of oxygen. A photoinitiator receives light to generate a radical, and the monomer is photopolymerized into a polymer through the radical. At this time, in the presence of oxygen, oxygen has a better reactivity with radicals, thereby inhibiting the reaction. Therefore, by using a photocurable material in which oxygen is dissolved, various structure can be formed by diffusion of oxygen. A constant related to the diffusion and depletion of oxygen is the Damkohler number. Depending on the size of the Dakohler number, the aspect of the structure is different. By controlling the diffusion distance of oxygen, the Damkohler number can be adjusted. In particular, in this paper, an attempt was made to fabricate an ideal doubly re-entrant microstructure by inducing the diffusion of radicals by increasing the photoinitiator concentration as well as the diffusion distance of oxygen. Different parameters show different types of photopolymerization, and it is possible to fabricate doubly re-entrant structures using different parameters. Finally, patterning the doubly re-entrant structures to the array, the omniphobic test is completed by measuring the contact angle.
생체모방 이중 재진입 구조로 이루어진 옴니포빅 표면은 액체의 젖음 특성의 상관없이 젖지 않게 하는 성질이 있다. 이중 재진입 구조는 화학적 처리 없이 구조적으로 옴니포빅을 유지하기 때문에 생체적합적이고 화학적으로 안정하여 중요하다. 이러한 구조를 만들기 위해 다양한 방법이 시도되어 왔지만, 다수의 에칭이나 원형 편광을 이용하는 등 복잡한 방법이 사용되었다. 본 논문에서는 반응-확산 광식각법을 이용하여 단 한 번의 포토리소그래피로 이중 재진입 구조를 제작하였다. 반응-확산 광식각법이란 산소의 확산을 이용한 광식각법이다. 광개시제가 빛을 받아 라디칼을 생성하고, 그 라디칼을 통해 단량체가 중합체로 광중합한다. 이때, 산소의 존재 하에서는 산소가 라디칼과의 반응성이 더 좋아서 반응을 억제한다. 따라서 산소가 녹아 있는 광경화성 물질을 사용하면 산소의 확산을 이용하여 다양한 구조를 만들 수 있다. 산소의 확산과 고갈과 관련된 상수로는 담쾰러 수가 있다. 담쾰러 수의 크기에 따라서 구조의 양상이 다르다. 산소의 확산거리를 조절하면서 담쾰러 수를 조절할 수 있다. 특히 본 논문에서는 산소의 확산거리 뿐만 아니라 광개시제의 농도를 증가시켜 라디칼의 확산을 유도하여 이상적인 이중 재진입 미세구조를 만드는 시도를 하였다. 마지막으로 이중 재진입 구조를 패턴화하고 접촉각을 측정하여 옴니포빅 성질 테스트를 완료하였다.
