“전력 없이도 냉·난방 조절”…포플러 나뭇잎 모사한 ‘인공 소재’ 개발 작성일 11-18 18 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, 포플라 열조절 적용한 ‘하이드로겔 열조절기’ 개발<br>리튬이온·고분자 활용 냉난방 전환..열관리플랫폼 기술 활용</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="YGDam3YCWs"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6fa44b568520cdf493ea8c1418a7ddc1f30caca5387be7391c9db6cec9e7cccd" dmcf-pid="GHwNs0GhWm" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="포플러 나뭇잎의 열관리 전략을 모사해 개발한 하이드로겔 기반 열조절기 개념도. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/dt/20251118151025905oshb.png" data-org-width="640" dmcf-mid="xNGXuJ8BvC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/dt/20251118151025905oshb.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 포플러 나뭇잎의 열관리 전략을 모사해 개발한 하이드로겔 기반 열조절기 개념도. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="f2bdbe8303d3a2376a96562e3a9328cb84f96b02741e135caa0840f2673f6620" dmcf-pid="HXrjOpHlTr" dmcf-ptype="general"><br> 포플러 나뭇잎은 덥고 건조할 때 잎을 말아 뒷면을 드러내 태양빛을 반사한다. 기온이 떨어지는 밤에는 잎 표면에 맺힌 수분이 방출하는 열(잠열)로 냉해를 막는 독특한 생존 전략을 갖고 있다.</p> <p contents-hash="89c4c5d2a78c95a4d7e61da9d6995be74d1badd431ddb6a6ba6484a1775c6bbb" dmcf-pid="XZmAIUXShw" dmcf-ptype="general">이처럼 자연은 낮과 밤, 온도·습도 등 변화에 따라 스스로 열을 조절해 적응해 왔다. 하지만 이런 정교한 열관리 시스템을 인공소재로 구현한 사례는 거의 없었다.</p> <p contents-hash="e1f83003bad7bf22123f218ac2c8b5e4f2d68741bc88eccb8b93a7f669c01ba7" dmcf-pid="Z5scCuZvhD" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 포플러 잎의 열관리 전략을 모사한 인공소재를 개발했다. 이 인공소재를 건축 외벽과 지붕, 임시 보호소 등에 적용해 전력 없이 스스로 온도를 조절하는 차세대 열관리 플랫폼 기술로 활용할 수 있을 전망이다.</p> <p contents-hash="e788ceeb3e490c18174dd2e2914ac8374cb206b9f3d61dd5c6e2d6cff4f4cf11" dmcf-pid="51Okh75TTE" dmcf-ptype="general">KAIST는 송영민 전기및전자공학부 교수 연구팀이 김대형 서울대 교수팀과 공동으로 포플러의 자연 열조절 방식을 모사한 ‘유연 하이드로겔 기반 열조절기’(LRT)를 개발했다고 18일 밝혔다.</p> <p contents-hash="969d20ac25cd8f143de1a9f2aa98ec59fd5ff64f16f6a5a74d1d7acf3807ef0e" dmcf-pid="1tIElz1ySk" dmcf-ptype="general">열조절기는 리튬 이온과 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC)를 하이드로겔에 결합한 소재를 적용했다. HPC는 식물 속 천연 화합물인 셀룰로오스에서 유래한 다목적 중합체로, 의약품과 화장품, 식품, 케어 제품 등에 널리 쓰인다.</p> <p contents-hash="83792a7a912aa0155fa54e909b81ba0cb4ceff737eeac4e3976c1bf5ca31e198" dmcf-pid="tFCDSqtWTc" dmcf-ptype="general">리튬 이온이 주변의 수분을 흡수·응축해 잠열을 조절함으로써 따뜻함을 유지하고, HPC는 온도 변화에 따라 투명·불투명하게 변해 태양빛의 반사·흡수를 조절, 냉각과 난방 모드를 전환한다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4c0609572284a1cff0474b9e0993fe276fd63e8bc1dbceb5e6434685082dfb92" dmcf-pid="FiKUVAJ6SA" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="포플러 나뭇잎의 열관리 전략을 모사한 하이드로겔 기반 열조절기 작동 개념도. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/dt/20251118151027196rqjh.png" data-org-width="640" dmcf-mid="y6oam3YCSI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/dt/20251118151027196rqjh.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 포플러 나뭇잎의 열관리 전략을 모사한 하이드로겔 기반 열조절기 작동 개념도. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="83991f1124313621450ed21a2ed60a6366fac4ce7ea4cd0a0a467970a58539f4" dmcf-pid="3n9ufciPSj" dmcf-ptype="general"><br> 열조절기는 주변 온도와 습도, 조도에 따라 네 가지 열조절 모드로 자동 전환된다. 가령, 밤이나 추운 날씨에는 공기 중 수분을 흡수·응축하며 열을 방출해 따뜻함을 유지한다. 또 약한 태양광이 비추는 추운 낮에는 태양빛을 투과시키고 근적외선이 수분을 흡수해 난방 효과를 낸다.</p> <p contents-hash="875be76a042e527d5631ea847e7ebe88cd0cee362785e9eda50bfd4019708ef9" dmcf-pid="0L274knQCN" dmcf-ptype="general">고온·건조한 환경에서는 내부 수분이 증발해 증발 냉각이 일어나고, 강한 태양과 고온에서는 HPC가 불투명해져 태양빛을 반사하고 동시에 증발 냉각이 작동해 온도를 낮춘다.</p> <p contents-hash="5092e1f7eb4b5a4313fa9f0371027dfbf253f80aa890e5960f0bfbd8f837baa6" dmcf-pid="poVz8ELxha" dmcf-ptype="general">전력 없이 주변 환경에 맞춰 스스로 냉·난방 모드를 전환하는 자연 모사형 열조절 장치로 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.</p> <p contents-hash="03349fc1349d43848e6e5a2f22ce7b96a4061de26588ada8062315a59e8eccaa" dmcf-pid="Ugfq6DoMTg" dmcf-ptype="general">연구팀은 리튬 이온과 HPC의 농도를 조절해 다양한 기후 조건에 맞게 열을 조절할 수 있음을 확인했고, 이산화티타늄 나노입자를 추가해 소재의 내구성과 기계적 강도를 크게 향상시켰다.</p> <p contents-hash="34a53ae4eb6f413f327d1256a9b88597c3454a4f91c3241de6aadc0df58f5114" dmcf-pid="ua4BPwgRvo" dmcf-ptype="general">실외 실험에서 열조절기는 기존 냉각 소재보다 여름에는 온도가 최대 3.7도 더 낮고, 겨울에는 최대 3.5도 더 높은 온도를 유지했다. 아울러 7개 기후대를 대상으로 한 시뮬레이션에서 기존 지붕 코팅보다 연간 최대 ㎡당 153MJ(메가줄)의 에너지 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="c2238e80a4907c5fe0ba5c9cb6169103174e2fdb54fa31744248970557d37de0" dmcf-pid="7N8bQraeSL" dmcf-ptype="general">송영민 KAIST 교수는 “자연계의 고도화된 열관리 기능을 공학적으로 재현한 사례로, 계절과 기후변화에 스스로 적응하는 열관리장치를 제시했다는 데 의미가 있다”며 “건축 외벽과 지붕, 재난 임시시설, 야외 저장소 등 전력 기반 냉난방이 어려운 환경에서 활용할 수 있는 차세대 지능형 열관리 플랫폼으로 확장할 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="f132e66035f1836b946464f08a58192edc66f104d86f0d4b4256c4fd3d757014" dmcf-pid="zj6KxmNdTn" dmcf-ptype="general">이 연구결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈’ 지난 4일 온라인에 실렸다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="eabdac54fcb3a2afd9d4ad639f09c8cc6a208ff12699025ce95b3ae06bc4018b" dmcf-pid="qAP9MsjJWi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="송영민(왼쪽 세번째) 교수와 연구진. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/dt/20251118151028553uahb.png" data-org-width="640" dmcf-mid="WbhwvBFYTO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/dt/20251118151028553uahb.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 송영민(왼쪽 세번째) 교수와 연구진. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="6f015f38ebd6a12a54a4b6e0b184ad2ceb7014808765bd01e8246e88e38ca2ad" dmcf-pid="BcQ2ROAiCJ" dmcf-ptype="general"><br> 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 김강우 “‘문무’ 생동감 넘치는 무협지 느낌, 아들 이현욱에 미모 유전자 간 듯” 11-18 다음 수억 줄에 달하는 소스코드, 이제 AI가 대신 읽어준다 11-18 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
