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에너지 사용 없이 복사냉각 가능한 섬유 소재 개발

기존 섬유에 비해 표면 온도 10도 이상 냉각 효과 보여

[산업일보]
섬유를 비롯해 건축소재, 자동차소재, 화장품 등 복사냉각이 필요한 다양한 분야로의 응용이 기대되는 나노섬유 소재가 개발됐다.

복사냉각은 8-12마이크로미터의 원적외선 영역에서 우주로 쉽게 방출이 가능한 현상을 이용해 표면의 관련 파장 복사열을 증가시켜 별도 에너지 사용 없이 냉각시키는 기술이다.

효과적인 복사 냉각소재는 신체 외부로부터 들어오는 열(자외선, 가시광선, 근적외선)을 차단하고 신체로부터 발산되는 열(원적외선)은 투과시켜야 한다.

한국연구재단은 한국생산기술연구원 김건우 박사 연구팀이 외부 빛은 반사하고 신체에서 나오는 복사열은 방사 및 투과시킬 수 있는 복사 냉각 섬유소재를 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀에 따르면, 섬유의 형태가 최적화된 나노섬유를 통해 자외선, 가시광선, 근적외선을 90% 이상 반사시키고 원적외선을 50% 이상 투과시키는 파장 선택적인 광학특성을 갖는 섬유로, 기존 섬유에 비해 표면 온도를 10도 이상 냉각시키는 효과가 있었다고 밝혔다.

섬유를 만드는 대부분의 고분자 소재는 자외선, 가시광선, 근적외선은 흡수하지 않으나 원적외선을 잘 흡수하는 특징이 있다.

이에 자외선, 가시광선, 근적외선을 효과적으로 산란시키는 형태를 가진 섬유의 다발 안에서 무수히 많은 산란으로 자외선, 가시광선 및 근적외선의 반사를 유도하고, 상대적으로 산란이 적은 원적외선은 섬유 고분자 소재를 투과함으로써 원적외선의 흡수를 줄일 수 있다.

연구팀은 섬유 이외도 적용범위를 넓힐 수 있는 후속 연구를 지속할 계획을 밝혔다.
에너지 사용 없이 복사냉각 가능한 섬유 소재 개발
(왼쪽 그래프) 일반 섬유에 비해 태양복사열의 반사율이 높고 신체복사열 및 대기의 창 영역에서 투과율이 높은 나노섬유의 광학특성
(오른쪽) 사람과 비슷한 양의 열을 발산하는 표면 (50W/m2)을 덮은 일반섬유 및 나노섬유 샘플 사진(위) 및 열화상 사진(아래). 빨간색에 가까울수록 높은 온도를 나타낸다.
(자료: 한국생산기술연구원 김건우 선임)
김원정 기자 sanup20@kidd.co.kr

제조기업 강국이 되는 그날까지, 공장자동화 스마트팩토리에 대한 뉴스를 기획·심층 보도하겠습니다.

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