자연에서 찾은 친환경 냉각 소재세계적 학술지 Nano에 게재, 표지논문 선정
-
- ▲ 박준용교수(왼쪽)와 박상아 연구원ⓒ
국립금오공과대학교 재료공학부 박준용 교수 연구팀이 자연 중심의 재료 설계를 통해 고기능성 친환경 소재를 연이어 개발했다.특히, 무전력으로 냉방 에너지 부담을 줄이는 ‘차세대 패시브 냉각 소재 연구’는 나노과학분야의 세계적 학술지인 ‘ACS Nano’ 에 게재와 함께 3월호 표지논문으로도 선정돼 우수성을 입증했다.박준용 교수(교신저자·사진 왼쪽)와 박상아 연구원(제1저자·사진 오른쪽)은 이번 연구에서 태양빛을 효과적으로 반사하고 적외선 영역에서 열을 외부로 방출하는 원리를 활용해 별도의 에너지 없이 여름철 온도를 낮출 수 있는 ‘패치형 복사냉각 소재’를 제시했다.연구팀은 서로 다른 기능을 갖는 양면 구조(Janus 구조)를 기반으로 소재를 설계해 실생활에서 활용이 가능한 열 관리 소재 플랫폼을 구현했다.패시브 복사냉각에서 기존 기술은 건물 외벽이나 구조물 표면에 코팅 형태로 적용되는 경우가 많아 시공이 번거롭고 계절 변화나 사용 환경에 따라 자유롭게 제거하거나 반복 사용이 어려운 점이 한계로 지적됐다. 또 유지관리와 내구성 측면에서도 실제 현장 적용에 제약이 많았다.연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 자연에서 진화한 구조적 설계 원리를 접목했다. 패치의 한쪽 면에 도마뱀 발에서 영감을 얻은 미세 기둥 구조를 형성해 접착제 없이도 다양한 표면에 반복적으로 부착할 수 있는 건식 접착 기능을 구현했다.반대쪽 면에는 태양광 반사 성능을 높이고 열 방출을 촉진하는 계층적 다공성 구조를 도입해 전력 없이도 효과적인 복사냉각이 가능하도록 했다.또한 표면 오염을 스스로 제거하는 자기세정 특성을 함께 확보해 실제 야외에서 활용 가능성을 높였다.박 교수는 “탄소중립시대에는 전력 소비를 최소화하면서 열을 제어하는 고기능성 패시브 소재기술이 중요한 경쟁력이 될 것”이라며 “향후 건축·모빌리티·웨어러블 전자기기 등 다양한 분야에 적용될 것”으로 기대했다.
