6.5~13℃까지 온도 변화 가능…상용화 적용 중
미국 스탠포드대학 연구팀이 온도가 변하는 직물을 개발했다. 지난 12일 사이언스지에 따르면 이 합성직물은 양면을 특수 처리해 뒤집어 입을 때마다 뜨거워지기도 하고, 차가와지기도 한다. 그동안 과학자들은 신소재를 적용해 외부 온도변화에 따라 모양이 변하거나, 색상이 바뀌는 합성 직물을 개발한 것이 전부였다.
 
스탠포드대학 물질과학자인 이 쿠이(Yi Cui) 교수팀은 현재 수은 같은(mercury-like) 옷을 개발했으며 이를 컨트롤 할 수 있는 다양한 방안을 찾고 있는 중이다. 온도조절이 가능한 이 신기한 합성직물의 구조는 매우 간단하다.
 
보온이 가능한 쪽은 특수 물질을 절연 처리해 인체로부터 발산되는 열을 보온할 수 있도록 했다. 시원한 쪽은 거친 면으로 구성돼 있다. 특수 제작된 섬유가 피부로부터 발산된 열을 그때그때 흡수할 수 있는 구조다.
 
온도 조절이 가능한 것은 적외선 조절 기능 때문이다. 사람은 인체로부터 적외선을 발산하고 있다. 적외선을  모두 발산할 약 40~60%의 체온을 떨어뜨린다. 이 적외선을 차단할 경우 체온을 보존할 수 있다. 적외선 조절에 따라 체온 조절이 가능하다.
 
연구팀은 적외선 투사를 조절하기 위핸 폴리에틸렌(PE)을 원료로 45미크론(micron, 1mm~0.5μ) 두께의 신물질을 만들었다. 이 물질은 매우 작은 나노 크기의 구멍들로 겹겹이 층을 이루고 있다.
많은 구멍들로 구성돼 있지만 빛은 통과하지 못한다. 그러나 적외선은 투사가 가능하다. 이 적외선 투사 기능을 적용해 외부 환경변화에 따라 적절하게 온도 조절이 가능한 신기한 직물을 만들었다.
 
직물 내부는 기능이 다른 두 개의 부분으로 구성돼 있다. 한쪽은 블랙 카본(Black Carbon)으로 표면 처리했는데 적외선을 흡수할 수 있는 기능을 지니고 있다. 또 다른 한쪽은 아주 얇은 구리(銅) 박막으로 표면 처리돼 적외선을 발산할 수 있다.
 
이 두 기능을 지닌 두 부분이 두 겹으로 밀착돼 각각 다른 기능을 수행할 수 있다. 이 직물로 만든 옷을 뒤집어 입을 때마다 피부와 밀착돼 있는 부위가 달라 앞과 뒤가 다른 보온 기능을 수행할 수 있다는 것.
 
인체에서 나온 적외선을 발산할 경우 온도가 떨어지면서 시원한 느낌을 갖게 된다. 적외선을 차단할 경우 보온이 가능해지는 방식이다. 연구팀은 이 직물을 통해 다른 옷들과 비교해 6.5℃의 온도 변화가 가능하다고 말했다.
연구팀은 현재 상용화를 시도 중이며, 상업화에 성공할 경우 4계절 내내 입을 수 있는 의류가 등장할 것으로 전망하고 있다.
 
이 논문은 세계적인 국제과학학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 지 10일자로 게재됐다.(논문명: A dual-mode textile for human body radiative heating and cooling) 

출처 : TIN뉴스