일렉트로 스프레이 데포지션 法 (電界紡絲法, ESD法)

일렉트로 스프레이 현상이란 선단의 뾰족한 튜브에 고전압을 걸었을 때 電界集中에 의하여 액체가 스프레이 되는 현상이다.
최근에는 질량분석계의 이오나이저로 많이 사용되고 있다.
일렉트로 스프레이 데포지션법(ESD법)은, 각종 생체고분자나 고분자의 용액을 일렉트로 스프레이로 분사하여 파티클이나 파이버를 형성하고, 정전기력을 이용하여 기판에 퇴적, 고정하는 방법이다

일렉트로 스프레이는 복잡한 물리현상이어서, 한마디로 설명하기는 어렵지만, 일반적으로 아래의 현상이라고 생각되어 진다.
시료를 가는 모세관에 담고, 이것과 마주보는 전극에 수천 볼트의 전압을 가한다.
모세관의 先端에는 電界集中의 효과에 따라 강력한 電界가 발생하여, 액체표면에 하전을 가진 이온이 모여서 cone을 형성한다. (Taylor Cone이라고 함)
이 선단으로부터 액체는 점점 더 표면장력을 깨뜨리고 제트가 된다. 제트는 강하게 대전되어 있어서, 정전기력의 반발에 따라 분사가 된다. (클론 폭발)
분사에 의해 형성된 액체의 방울은 극히 작아서, 단시간 내에 용매가 증발 건조되어, 미세한 나노 파티클이 된다.

이 대전된 미세한 파티클・파이버는, 정전기력에 의해 마주보는 전극에 이끌리게 되고, 퇴적하는 퇴적패턴은, 절연체 마스크나 보조 전극에 의하여 콘트롤 된다.
과거에 ESD법은 생산성이 낮아 “연구실을 벗어나지 못하는 공법”이라고 불려졌다.
그러나, 나노팩토리재팬이 새로이 개발한 공법은 생산성이 비약적으로 향상되어 실용화에 성공하게 되었다.

종래의 문제점

스피드업을 위하여 고전압을 가하면, 靜電氣力이 증대하여 액체방울(JET)가 발생하고, 좋은 제품이 되지 않으므로, Jet가 발생하지 않는 생산성이 향상되는 개발을 하였다.