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섬유정보

복사냉각으로 10℃ 낮추는 나노섬유 - 생기원 김건우 박사, 외부 열 차단·인체 열은 투과 소재 개발

작 성 자
산업정보교육팀
조 회 수
295
작 성 일
2021-10-28
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단파장 90% 이상 차단 및

원적외선 50% 이상 투과 ‘선택적’

 

 

한국생산기술연구원 첨단메카트로닉스연구그룹의 김건우 박사 연구팀이 별도의 에너지를 사용하지 않고도 복사냉각을 이용해 섬유 표면 온도를 10℃ 이상 낮출 수 있는 나노섬유를 개발했다.

 

개발된 나노섬유는 외부에서 유입되는 열은 차단하고 대신 인체에서 발산하는 열을 투과시킬 수 있는 복사냉각 소재다.

 

‘복사냉각(Radiational cooling)’은 기상학 용어로, 지표로부터의 방출된 복사에너지가 흡수된 복사에너지보다 클 때, 총 에너지의 손실로 인해 차가워지는 현상이다. 예를 들어 겨울철 맑은 날이 더 추운 이유가 바로 복사냉각 효과 때문이다. 낮 동안 태광광선으로 데워졌던 지표면이 밤사이 열에너지를 적외선 형태로 공기 중이나 대기권 밖으로 내보내 온도가 내려가기 때문이다.

 

연구팀은 이러한 복사냉각 원리를 이용했다.
 

효과적인 복사냉각 소재는 외부로부터 들어오는 자외선, 가시광선, 근적외선은 차단하고 인체에서 나오는 원적외선은 투과시킬 수 있어야 한다. 이에 자외선·가시광선·근적외선 등 단파장은 90% 이상 효과적으로 차단하고 원적외선을 50% 이상 투과시킬 수 있는 파장의 선택적인 섬유를 개발했다.

 

전기방사(electron spinning) 방식으로 만든 지름 600㎚(나노미터·10억분의 1m)의 부직포를 이용해 파장 대역 250㎚∼2,500㎚의 빛은 반사하고 파장이 긴 원적외선의 투과율은 높일 수 있다. 실제 테스트를 통해 기존 섬유보다 표면 온도를 10℃ 이상 냉각시키는 효과가 있음을 확인했다.

 

김건우 박사 연구팀은 섬유 뿐 아니라 건축, 자동차, 화장품 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

 

이외에도 탄소중립 목표 실현에도 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.

방 안 온도 1도의 가치를 금액으로 환산하면 4,000억 원 이상이다. 이 같은 섬유로 된 옷을 입게 되면 실내 냉난방을 위한 공조 에너지 사용을 대폭 줄일 수 있어 탄소제로 목표에 크게 기여할 것으로 기대된다. 공조 에너지 사용은 전체 에너지의 약 5~10%를 차지한다. 

 

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 10월 18일 자에 실렸다.

<출처 : TIN뉴스>

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