구리(Cu) 열교환기는 열전달 계수가 좋고 항균성이 우수하기 때문에 콘덴서로 자주 사용됩니다. 그러나 Cu의 친수성으로 인해 습한 공기에서 응축수를 쉽게 형성할 수 있으며 추운 지역에서 이러한 교환기를 작동할 경우 서리나 결빙이 발생하기도 합니다. 열 교환기의 물이나 얼음은 박테리아를 번식시키고 들어오는 공기를 오염시키기에 적합한 환경을 제공합니다[1, 2, 3]. 이를 위해서는 이러한 응축기의 결빙 방지 및 항균 성능 측면을 개선하기 위한 상당한 연구 노력이 필요합니다.

초소수성 재료는 150° 이상의 물 접촉각(WCA)과 10° 미만의 물 미끄럼각(WSA)을 모두 갖는 재료를 의미합니다[4]. 이러한 유형의 재료는 결빙의 열역학적 장벽을 확장하기 위해 물방울과 그 표면 사이에 공기층을 가둘 수 있습니다[5,6,7]. 결과적으로, 초소수성 표면은 얼음 핵 생성을 방지하고 물방울의 결빙을 지연시키는 데 중요한 역할을 하므로 우수한 결빙 방지/동결 성능을 나타냅니다[8,9,10]. 지금까지 수열 합성[11,12,13], 레이저 제거[14],[15],[16],[17], 전기화학 증착[18],[19], [ 20], 양극 산화[21,22,23] 및 기타 방법은 어느 정도의 결빙 지연을 갖는 초소수성 표면을 제조하는 데 사용되었습니다[24]. 특히,

초소수성 표면은 대부분의 박테리아의 접착에 저항할 수 있지만[27], 연구에 따르면 박테리아가 너무 작거나 표면 소수성이 감소할 때 매끄러운 표면보다 초소수성 표면이 박테리아를 번식시킬 가능성이 더 높습니다[28,29]. . 따라서, 항균 물질을 이용한 초소수성 표면의 제조는 초소수성 표면의 항균 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 추측된다[30]. Cu 이온은 세포벽과 상호작용하여 세포의 막 구조를 억제하거나 파괴할 수 있을 뿐만 아니라 [31,32] 세균 세포에 들어가 단백질이나 효소 활성을 감소시키므로 궁극적으로 단백질을 변성시키고 DNA 분자를 파괴합니다[33], [34]. 중요한 것은 Cu 또는 그 화합물로 준비된 초소수성 표면은 우수한 항균 특성을 나타냅니다. 예를 들어, 베니어 표면에 증착된 Cu[35]와 지르코늄[36]은 초소수성 특성과 시험관 내 세균 부착 활동의 현저한 감소를 나타냅니다.

그러나 Cu 나노입자(NP)는 야외에서 불안정하기 때문에 실제 응용 분야에서는 거의 사용되지 않습니다. 구리 산화물은 가시광에 민감한 p형 반도체 재료[37]로서 햇빛에 노출되면 살균 능력을 가진 자유 라디칼을 생성할 수 있으므로 실제로 Cu보다 우수한 항균 특성을 나타냅니다[38], [39], [40] ], [41]. 예를 들어, Subhadarshini 외. [42] Cu 포일 위에 Cu 2 O 나노꽃잎을 제조하기 위해 전기화학 증착법을 사용하였으며 , 이 표면은 원시 Cu 포일보다 우수한 초소수성 및 더 나은 항균성을 보였다. Mahmoodiet al. [43]은 처리되지 않은 Cu 호일보다 더 나은 항균 활성을 나타내는 Cu 호일에 CuO 나노와이어(NW)를 생산하기 위해 열 산화 방법을 사용했습니다.

레이저 어블레이션 기술은 고효율, 저공해 등의 장점을 제공하며 대규모 제조에 적합합니다. 레이저 제거는 Cu 기판에 표면 텍스처를 생성한 다음 표면 수정을 통해 표면을 초소수성 상태로 변환할 수 있습니다[44,45]. 본 연구에서는 Cu의 항균 및 결빙방지 성능을 향상시키기 위해 자외선(UV) 레이저를 이용하여 거친 표면 미세구조를 구축함과 동시에 표면에 나노 구리 산화물을 증착하여 계층적 마이크로-Cu/나노 산화물을 제조하였다. 표면 구조. 고체 표면 장력을 줄이고 초소수성 표면을 준비하기 위해 화학적 변형이 사용되었습니다. 이 연구는 결빙 방지 및 항균 응용을 위한 금속의 레이저 제거에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.