코팅제에 포함된 플루오린 화합물의 매우 낮은 표면 에너지 특징이 지질 성분의 흡착을 밀어내는 화학적 반발 원리는 무엇인가요?

Question

스마트폰 액정이나 고급 안경 렌즈에 지문 방지 코팅을 적용하면 손가락의 피지나 기름때가 잘 묻지 않고 부드럽게 닦입니다. 코팅제에 포함된 플루오린 화합물의 매우 낮은 표면 에너지 특징이 지질 성분의 흡착을 밀어내는 화학적 반발 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

스마트폰 액정이나 안경 렌즈에 적용되는 지문 방지 코팅은 흔히 올레오포빅 코팅이라고 하는데, 이 코팅제는 주로 플루오린 화합물로 만들어지며 물과 기름을 밀어내는 강력한 화학적 성질을 이용하는데, 그 원리와 주요 특징에 대해 알기 쉽게 설명해 드릴게요.

플루오린 원자는 전자를 끌어당기는 힘이 매우 강해 다른 물질과 잘 반응하지 않으며, 이로 인해 코팅 표면은 극도로 낮은 표면 에너지를 갖는데 스마트폰 액정이나 안경 렌즈의 지문 방지 코팅은 이 원리를 이용합니다.

손가락의 피지 같은 지질 성분은 표면 에너지가 높은 곳에 넓게 퍼져 달라붙으려는 성질이 있습니다. 하지만 코팅막의 에너지가 기름의 표면 장력보다 훨씬 낮기 때문에, 기름 분자들은 표면에 퍼지지 못하고 자기들끼리 둥글게 뭉치게 됩니다. 이처럼 물질 간의 에너지 차이로 발생하는 강력한 화학적 반발력 덕분에 기름때의 접촉 면적이 최소화되어 표면에 단단히 흡착되지 못하고, 가벼운 마찰만으로도 부드럽게 닦여 나가는 것입니다.