건물 외벽 온도 떨어뜨리는 ‘색채 냉각복사 소재’ 개발

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한낮에 뜨겁게 달궈진 건물 외벽의 열기를 별도의 전원 공급 없이 식히고, 내부를 시원하게 만들기 위한 새로운 냉각소재가 주목받고 있다.

송영민 광주과학기술원(GIST) 교수 연구팀은 전원 공급 없이 빌딩이나 발열제품 등에 부착해 다양한 색깔을 구현하면서 열을 낮춰주는 '유연한 색채 냉각소재'를 개발했다고 4일 밝혔다.

친환경 냉각소재는 최근 화석연료 고갈과 지구 온난화 등의 영향으로 중요성이 커지고 있다. 이 가운데 수동형 냉각복사 소재는 외부 전원 공급 없이 발열제품이나 빌딩·플랜트 등의 온도를 낮춰 전력 소모를 줄일 수 있는 '초절전·친환경 기술'로 각광받고 있다.

하지만, 수동형 냉각 복사 소재는 태양빛을 반사하기 위해 은색이나 흰색을 띠고 있어 심각한 빛공해를 일으킨다. 또 딱딱한 물질로 이뤄져 평면구조로만 제작할 수 있어 활용 범위가 다소 제한적이다.

연구팀이 개발한 소재는 가시광선을 증폭해 색채를 표현하는 부분과 냉각을 위해 장적외선 복사열을 내보내는 부분으로 구성된다. 색채 부분은 '은-이산화규소-은'으로 돼 있고, 절연체인 이산화규소 층의 두께를 조절하면 선택적으로 색을 구현할 수 있다.

아울러 질화규소와 이산화규소를 연속적으로 쌓아올려 효과적으로 열을 차단, 복사해 냉각효과를 높일 수 있다.

실제로, 연구팀은 냉각소재를 스마트 워치에 붙이고 온도를 살폈더니 38도를 넘지 않았다. 냉각소재가 없는 스마트 워치는 50도까지 올라는 것과 대조적인 모습이다. 또 소재의 표면온도가 주변 대기보다 5.6도 낮다는 사실을 확인했다.

송영민 교수는 "기존 수동형 냉각복사 소재의 한계인 광공해를 해결하고 다양한 색을 구현해 심미적 요인까지 고려했으며, 수백 나노미터 크기의 얇은 두께로 이뤄져 유연 소재로 활용할 수 있다"며 "시각예술 등을 고려한 건물 외벽이나 차량 외장재, 조형물 등에 적용할 수 있다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr

건물 외벽 온도 떨어뜨리는 ‘색채 냉각복사 소재’ 개발
송영민 교수 연구팀이 개발한 '색채 냉각복사 소재'의 모식도로, 전원을 공급하지 않고 발열제품이나 빌딩 외벽 등에 부착해 다양한 색깔을 구현하며 온도를 낮출 수 있다.

연구재단 제공



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