원자층 증착법, 분자층 증착법 기술을 같이 적용하는 형태는 다양한 분야에서 유기/무기 하이브리드 박막 구조의 제조를 위한 방식으로 사용되고 있다. 이를 통해 생성된 나노 하이브리드 박막은 각층의 정확한 증착 제어를 통해, 다양한 필름 특성을 조절할 수 있다. 조합된 하이브리드 필름은 각 재료의 단일 필름에서 발견할 수 없었던 고유한 특성을 보인다. 그렇기에 코팅, 센서 그리고 에너지 산업과 같은 다양한 응용 분야에서 많은 관심을 받고 있다.
하지만 분자층/원자층 증착법 기반 박막에 대한 연구는 대부분 열팽창계수가 상대적으로 낮은 물질에 집중되어있다. 분자층/원자층 증착법이 상대적으로 낮은 온도에서의 증착이 가능하지만, 높은 열팽창 계수를 가진 재료에 대해서는 증착 소재와 모재 사이의 이러한 차이를 고려해야 안정적인 증착이 가능하다.
본 연구에서 사용된 모재인 초고분자량폴리에틸렌과 같이 열팽창 계수가 높은 소재에 대한 연구는 미미한 상황이다. 본 연구에서는 초고분자폴리에틸렌의 표면 상태와 기계적 특성을 향상시키기 위해 산화아연 원자층과 디에틸아연과 하이드로퀴논 분자층을 포함하는 하이브리드 박막 구조를 활용하였다. 다양한 조성과 구조로 만들어진 하이브리드 박막을 제작하였고, 공정 조건과 구조에 따른 성작 특성, 구조, 기계적 성질을 조사하였다. 주사전자현미경과 광학 프로파일러를 사용하여 박막 증착 전후의 표면상태와 거칠기를 관찰하였고 나노 인덴테이션 실험을 통해 경도와 탄성계수를 측정하여 필름의 기계적 물성을 가하였고, 마이크로 스크레치 실험을 통해 마모 환경에서의 필름 거동을 연구하였다. X 선 회절 분석을 통해 하이브리드 필름에서 구조적 변화가 발생하는 것을 확인하였다.
이 연구는 원자층/분자층 증착 기술 기반 하이브리드 박막을 이용하여 열팽창 계수가 높은 재료에서의 물성 향상을 볼 수 있었다. 이를 통해, 유사한 환경에서 생체공학과 마이크로 구조 및 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.