GIST, 구부러지는 여러 색채의 친환경 냉각소재 개발
GIST, 구부러지는 여러 색채의 친환경 냉각소재 개발
  • 오혜민 기자
  • 승인 2018.09.05 09:38
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건물 표면, 웨어러블 전자소자 등에 적용 기대

[대학저널 오혜민 기자] GIST(지스트, 총장 문승현) 송영민 교수(전기전자컴퓨터공학부) 연구팀이 전원 공급이 필요 없는 구부러지는 색채 냉각소재를 개발했다.

친환경 냉각 소재는 최근 화석연료 고갈과 지구온난화 등 환경문제 속에서 그 중요성이 강조되고 있다. 이중 수동형 냉각복사소재는 장적외선을 방출함으로써 외부전원 공급 없이 주변 온도를 낮춰주고 전력 소모를 최소화해 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

그러나 이들 대부분은 태양빛을 반사하기 위해 은색이나 흰색을 띄고 있어 극심한 광공해를 일으킨다. 또 유연성이 없는 딱딱한 물질로 이뤄져 평면구조로만 제작 가능하고 활용 범위가 다소 제한적이다.

연구팀은 이러한 기존 기술의 한계를 극복하고 다양한 색채를 가진 유연한 냉각복사소재를 개발했다. 개발된 소재는 가시광선을 증폭해 색채를 표현하는 부분과 냉각을 위해 장적외선 복사열을 방사하는 부분으로 구성된다. 색채 부분은 은-이산화규소(SiO2)-은으로 구성돼있고 절연체인 이산화규소층의 두께를 조절하면 선택적으로 색을 구현할 수 있다.

이어 질화규소(Si3N4)와 이산화규소를 연속으로 적층함으로써 효과적으로 열을 복사해 주변을 냉각시킬 수 있게 했다. 태양 아래에서 온도 변화를 관찰했을 때 개발된 냉각소재의 표면온도가 주변 대기보다 최대 5.6℃ 낮았다.

송영민 교수는 “이 연구의 특징은 기존 수동형 냉각복사 구조의 한계인 광공해를 해결하고 심미적 요인까지 고려했다는 것”이라며 “수백 나노미터의 얇은 두께로 이뤄져있기 때문에 유연 소재로 사용될 수 있다”고 말했다. 또 “시각예술 등을 고려한 건물의 외벽, 차량 외장재, 조형물 등에 사용될 수 있으며 웨어러블 소자의 냉각소재로 사용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구 성과는 한국연구재단 미래소재디스커버리사업(과학기술정보통신부 소관), 이공학 개인기초연구지원사업, 글로벌박사양성사업(교육부 소관)의 지원으로 수행됐으며, 광학분야 국제학술지 첨단광학소재(Advanced Optical Materials) 8월 27일 논문으로 게재됐다. 


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