중앙대학교(총장 박상규)는 첨단소재공학과 유영재 교수 연구팀이 한국화학연구원 김용석 박사 연구팀과 공동 연구한 끝에 ‘수송기기 랩핑 필름용 수동복사냉각 소재’를 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀에 따르면 수동복사냉각 소재는 열은 방출시키고 태양 빛은 반사해 물체 표면 온도를 냉각시키는 소재인 반면에 상용화 문제점으로 무기물·광결정·고분자 등을 이용한 기존 수동복사냉각 소재의 복잡한 구조, 낮은 유연성 등의 문제점이 있었다.

문제를 해결하기 위해 연구팀은 현재 수송기기용 랩핑 필름으로 널리 사용되고 있는 ‘열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU)’에 주목했다.

간단한 공정을 통해 효율적인 태양광 반사와 적외선 복사가 가능하도록 바이모달 구조를 갖는 다공성 TPU 필름을 설계했다. 바이모달 기공 구조 제어를 통해 TPU 필름의 광학 특성을 조절한 결과 수동복사냉각 효과가 뛰어난 신소재를 개발하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 신소재는 탄성이 높고 유연해 복잡한 형상의 물체에도 쉽게 적용할 수 있다. 3D 프린팅으로 제작한 다양한 형태의 모델에 적용한 결과 상업용 쿨링 페인트 대비 8.76℃ 이상 냉각이 이뤄지는 것으로 확인됐다.

신소재는 랩핑 필름 형태이기에 냉각이 필요한 건물과 수송기기·태양전지·웨어러블 소자등 다양한 분야에 응용이 가능하며 연구팀은 특히, 전기차 등 수송기기의 발열 문제를 에너지 없이 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이번 연구는 산업통상자원부가 주관하는 ‘산업연계형 저탄소 공정전환 핵심기술개발사업’의 지원을 받아 진행됐으며, 국제 학술지 ‘ChemSusChem’ 2022년 12월호 표지 논문으로 게재됐다.

베타뉴스 강규수 기자 ()
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