낮엔 식히고 밤엔 데운다…포플러 잎 닮은 열관리 기술 개발 작성일 11-18 32 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST·서울대, 포플러 잎처럼 온도 조절하는 소재 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="9cqd8ELxNf"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1dd44051d8b6fae7f55d89b44d4c2cca9a78cf3c93ed5c8303ddda2040081353" dmcf-pid="2kBJ6DoMgV" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="(왼쪽부터) 한국과학기술원(KAIST) 정효은 석박사통합과정생, 김형래 박사과정생, 송영민 석좌교수, 장세희 박사후연구원, 김도현 석박사통합과정생./KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/chosunbiz/20251118144849924hpqe.jpg" data-org-width="1008" dmcf-mid="K5kYCuZvN4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/chosunbiz/20251118144849924hpqe.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> (왼쪽부터) 한국과학기술원(KAIST) 정효은 석박사통합과정생, 김형래 박사과정생, 송영민 석좌교수, 장세희 박사후연구원, 김도현 석박사통합과정생./KAIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="c596fecf01ae65079a051b87deb50de2f330748180b869609a13d9d8d8d0d94d" dmcf-pid="VEbiPwgRk2" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 포플러 잎의 열 관리 전략을 모사한 인공 소재를 개발했다. 건축 외벽이나 지붕, 임시 보호소 등에서 전력 없이 스스로 온도를 조절하는 열 관리 기술로 쓰일 전망이다.</p> <p contents-hash="fea617968d60cb3e1bf704f4a1950a8f5d844a76c75d98fa866d6a77fbc122c6" dmcf-pid="faUx2jd8A9" dmcf-ptype="general">송영민 한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학부 교수 연구진은 김대형 서울대 교수와 함께 포플러의 자연 열 조절 방식을 모사한 ‘유연 하이드로겔 기반 열조절기(LRT)’를 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)‘ 온라인판에 지난 4일(현지 시각) 게재됐다.</p> <p contents-hash="3587e0af602ba38d5823361f5483149ff08aa1fd798c42cc52694e3b2a39893e" dmcf-pid="4NuMVAJ6jK" dmcf-ptype="general">포플러는 덥고 건조할 때 잎을 말아 뒷면을 드러내 햇빛을 반사하고, 밤에는 잎 표면에 맺힌 수분이 방출하는 열(잠열)로 냉해를 막는 생존 전략을 갖고 있다. 하지만 이러한 정교한 열 관리 시스템을 인공 소재로 구현한 사례는 거의 없었다.</p> <p contents-hash="24d41fac7138b9a0450e315f3fd97e6d521a4210ef9ec959f1fa04775c17e5ab" dmcf-pid="8j7RfciPjb" dmcf-ptype="general">연구진은 이를 모사해 스스로 냉·난방으로 전환하는 열 조절 장치를 개발했다. 수분의 증발과 응축에 따른 잠열 조절과 빛 반사·투과를 이용한 복사열 조절을 하나의 장치에서 동시에 구현할 수 있는 새로운 열 관리 기술이다.</p> <p contents-hash="de2f0cc99baba9987bf65d5f9f1bed5495d5a5ac931e0102a3577f8f65d98466" dmcf-pid="6Aze4knQaB" dmcf-ptype="general">핵심 소재는 리튬 이온과 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC)를 하이드로겔에 결합한 구조다. 리튬 이온은 주변의 수분을 흡수·응축해 잠열을 조절함으로써 따뜻함을 유지하고, HPC는 온도 변화에 따라 투명·불투명하게 변하며 태양빛의 반사·흡수를 조절해 냉각과 난방 모드를 전환한다.</p> <p contents-hash="992603d0fc4b8154363f8220991599ffcaeb025a43515e20a6f0250d1f31b2a8" dmcf-pid="Pcqd8ELxNq" dmcf-ptype="general">온도가 올라가면 HPC 분자들이 뭉치면서 하이드로겔이 불투명해지고, 이로 인해 태양광이 반사되어 자연 냉각 효과가 강화된다. 이렇게 만들어진 유연 하이드로겔 기반 열 조절기는 주변 온도·습도·조도에 따라 자동으로 네 가지 열 조절 모드로 전환된다.</p> <p contents-hash="ea7476d08e3e045aff8ae91781d9b23cc8a0a8a9b292cd40a0b3ffbae1083202" dmcf-pid="QkBJ6DoMkz" dmcf-ptype="general">이슬점 이하의 밤·한랭 환경에서는 공기 중 수분을 흡수·응축하며 열을 방출해 따뜻함을 유지하고, 약한 태양광이 비치는 추운 낮에는 태양빛을 투과시키고 흡습된 수분이 근적외선을 흡수해 난방 효과를 낸다. 고온·건조한 환경에서는 내부 수분이 증발하며 강력한 증발 냉각이 일어나고, 강한 태양과 고온 조건에서는 HPC가 불투명해져 태양빛을 반사하고, 동시에 증발 냉각이 작동해 온도를 낮춘다.</p> <p contents-hash="97c06b794ad7bacb566a7f92df7641cad4532817deb03d2689109d1dc660cce0" dmcf-pid="xEbiPwgRN7" dmcf-ptype="general">실외 실험 결과, 유연 하이드로겔 기반 열조절기는 기존 냉각 소재보다 여름에는 최대 3.7도 더 낮고, 겨울에는 최대 3.5도 더 높은 온도를 유지했다. 또한 7개 기후대를 대상으로 한 시뮬레이션에서는 기존 지붕 코팅보다 연간 최대 153MJ/㎡의 에너지 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="a79e37fdd938312adca53bd48898057cdaa1b94454501196f0150d98d262c6b0" dmcf-pid="yzrZvBFYau" dmcf-ptype="general">송영민 교수는 “이번 연구는 자연의 지능형 열조절 전략을 공학적으로 재현한 기술로, 계절과 기후 변화에 스스로 적응하는 열관리 장치를 제시했다는 데 의미가 있다”며 “향후 다양한 환경에 적용 가능한 지능형 열관리 플랫폼으로 확장될 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="1026fa77103481114fbb2670dcc6ad467b3ed0df2e985000ed6221dd9f9df688" dmcf-pid="Wqm5Tb3GjU" dmcf-ptype="general">참고 자료</p> <p contents-hash="60917027c1234a8e5c4b1a9279c4985a3edabdd940923d179f81b0b2558baced" dmcf-pid="YBs1yK0HAp" dmcf-ptype="general">Advanced Materials(2025), DOI: <span>https://doi.org/10.1002/adma.202516537</span></p> <p contents-hash="4156f5b6e7ba20d4c1d972e74d0e4782ca9db6ae5785c066ffc50287a61e54d0" dmcf-pid="GbOtW9pXc0" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 조선비즈. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 목숨 구하는 삼성 ‘갤럭시 워치’ …심장이상 미리 감지 ‘경고’ 11-18 다음 부광약품 "'룬드벡 PICK' RNA플랫폼 스핀오프…CNS에 국한않고 개발확장" 11-18 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
