나방 눈 구조: 최고의 반사 방지 기술

약간의 달빛도 놓치지 않는 나방의 눈의 비밀

야행성 곤충인 나방은 어두운 밤에도 자유롭게 날아다니며 천적으로부터 몸을 지키면서 먹이가 되는 꿀이나 수액을 내는 식물을 찾아내기 위해 진화 과정에서 특수한 눈의 구조를 획득했습니다. 그것이 "모스 아이 (Moth-eye)"라고 불리는 구조입니다. 나방의 복안의 표면에는 나노 레벨의 미세한 돌기가 일정 간격으로 다수 늘어서 있어, 그 구조에 의해 들어온 약간의 빛을 거의 반사하지 않고 받아들일 수 있습니다.

모스아이 구조를 형성하는 돌기는 가시광선의 파장보다 작은 크기로 규칙적으로 늘어서 있다. 대기중에서 빛의 반사가 일어나는 것은 공기와 빛이 맞는 물질의 굴절률의 차이가 원인입니다만, 나방의 눈에 늘어선 돌기는 곡선을 그린 스핀들 모양을 하고 있어, 그 형상에 의해 다양한 각도로부터의 입사광을, 굴절률을 연속적으로 변화시키면서 안의 내부에 잡을 수 있기 때문에, 나방

덱세리얼즈의 독창적인 나방형 반사 방지 필름 제조 방법

덱세리얼즈의 나방 눈 타입 반사 방지 필름은 필름에 가시광선 파장(380~780nm)보다 작은 수지 돌기를 형성하여 나방 눈의 반사 차단 성능과 거의 일치합니다.

모스아이 구조의 형성에는, 알루미늄판을 화학 처리하는 것으로 다공질의 구조를 자연 성형하는 「양극산화법」이라고 불리는 수법이 일반적으로 이용되고 있습니다. 그러나 그 방법은 돌기의 모양과 크기를 자유롭게 형성하는 것이 어렵다는 단점이 있습니다.

반면, 덱세리얼즈의 나방 눈 구조 제작 방식은 블루레이 디스크와 반도체에 사용되는 것과 동일한 기술을 사용합니다. 이 방식에서는 나방 눈 구조의 기초가 되는 구멍(피트)을 먼저 레이저 리소그래피 기술을 사용하여 롤 마스터 디스크에 만듭니다. 이후, 형성된 피트는 나노임프린팅이라는 기술을 사용하여 필름에 전사됩니다. 레이저 빔의 조사 각도와 위치는 컴퓨터로 정밀하게 제어되어 미세 구조 패턴을 제어할 수 있습니다.

Dexerials가 개발한 독특한 제조 공정은 Tech Times 기사 "거의 눈에 띄지 않을 정도로 투명도가 높은 반사방지- 미세 구조를 형성하는 신기술 "에 자세히 설명되어 있습니다.

"아무것도 없다"처럼 보이는 투명성 실현

아래 그래프는 좀눈(미세구조 전사), 반사방지막(녹색 선)의 반사율과 기존 제조 방법(스퍼터링 = 보라색 선을 이용한 건식 제조 방법, 솔벤트 코팅 및 건조를 사용하는 습식 제조 방법 = 주황색 라인)을 나타낸 것입니다. 나방 눈 유형 이외의 반사방지 필름은 굴절률이 다른 박막을 겹쳐서 반사율을 줄여 광파가 서로 간섭을 일으킵니다. 대조적으로, 나방 눈 유형 필름의 반사율은 대부분의 파장 범위에서 더 낮습니다. 따라서 나방눈형 반사 방지 필름의 중요한 장점은 파장에 따라 반사율이 변하지 않고 전체 가시광선 범위에서 반사 방지를 달성할 수 있다는 것입니다.

아래는 PET 필름과 모스아이 구조 부착 필름의 전광선 투과율과 반사율을 나타낸 그래프입니다. 투과율은 PET의 89%에 대해 모스아이 구조가 있는 필름이 99%, 반사율도 PET가 10% 전후인데 비해 모스아이 구조가 있는 필름은 0~1%밖에 없습니다. 현재, 병원이나 식품 공장 등에서 이용되는 페이스 실드, 아이 실드는 PET를 기재로 하는 것이 대다수를 차지하고 있습니다만, 이것들을 모스아이 구조 부착 필름으로 옮겨놓는 것으로, 투명성을 대폭 높여, 반사에 의한 시인성의 저하를 방지하는 것이 가능해집니다.

다음 이미지는 나방 눈(moth-eye) 타입 필름이 반사 방지에 얼마나 효과적인지 보여줍니다. 왼쪽 면이 다소 하얗게 보이기 때문에 필름이 왼쪽 면에 부착된 것으로 추정할 수 있습니다. 하지만 단면도에서 볼 수 있듯이, 나방 눈 반사 방지 필름은 유리 오른쪽 절반의 앞면과 뒷면에 모두 부착되어 있습니다.

"흐리지 않음"으로 실용성 향상

덱세리얼스(Dexerials)의 나방 눈(moth-eye) 타입 반사 방지 필름의 또 다른 주목할 만한 특징은 김서림 방지 기능입니다. 의료용 쉴드는 진단과 치료에 지장을 주지 않기 위해 선명한 시야와 최소한의 김서림 방지가 필수적입니다. 의료용 쉴드의 김서림은 날숨의 수증기가 쉴드 표면에 달라붙어 작은 물방울로 응축될 때 발생합니다. 친수성이 높은 수지로 제작된 미세 구조를 가진 덱세리얼스 필름은 표면에 달라붙은 수증기를 즉시 분산시켜 결로 현상을 방지합니다.

모스 아이 구조가있는 필름 표면의 긁힘에주의하십시오.

앞서 언급했듯이, 덱세리얼즈의 모스아이 타입 반사 방지 필름은 눈부심을 방지하고 높은 투명도를 제공합니다. 하지만 몇 가지 유의해야 할 점이 있습니다. 첫째, 비교적 쉽게 더러워지는 경향이 있습니다. 모스아이 타입 필름은 투명도가 매우 높아 표면에 지문이나 기타 얼룩이 쉽게 눈에 띄지만, 일반 필름에서는 문제가 되지 않습니다. 또한, 나노 수준의 미세 구조로 인해 피지와 같은 물질이 필름에 닿으면 제거하기가 어렵습니다.

단, 이러한 얼룩도 물과 세제를 포함한 천이나 면봉으로 몇 번 닦으면 깨끗하게 제거할 수 있습니다. 덧붙여 스틸 뒤집기와 같은 딱딱한 것으로 표면을 문지르 버리면, 미세한 요철이 깎여 버려, 모처럼의 모스아이 구조가 망가져, 성능을 발휘할 수 없게 됩니다. 사용시에는 표면에 긁힘이 생기는 강한 힘이 가해지지 않도록 주의해야 합니다.

최근 몇 년 동안 나방 눈(moth-eye) 형태의 반사 방지 필름은 의료용 보호막, 미술 전시, TV 및 카메라 렌즈와 같은 전자 제품 등 다양한 분야에 사용되고 있습니다. 덱세리얼즈는 다양한 고객 요구를 충족하기 위해 이 자연에서 영감을 받은 기술의 가능성을 지속적으로 모색해 나갈 것입니다.

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자연이 만들어낸 생물에 힌트를 얻어 개발된 이 제품의 추가 발전 가능성을 우리는 탐구해 나갈 것입니다.