NewsPeppermint

추운 겨울에는 우리는 체온을 유지하기 위해 여러 겹의 옷을 입습니다. 그러나 땀이 비처럼 쏟아지는 여름이라 하더라도 사회적 규범은 같은 전략에 제한을 가합니다. 즉, 최소한 한 겹의 옷은 입어야 한다는 것이죠.

스탠포드 대학의 연구진은 한 겹의 옷으로 우리를 지금보다 더 시원하게 만들어줄 수 있는 방법을 찾았습니다. 그들은 나노포러스 옷감이 몸에서 나는 열을 밖으로 빠져 나가게 만들어 체온을 낮춰 줄 것이라고 발표했습니다. 이들은 이 옷감으로 만든 의류는 에어컨 사용을 줄여 에너지 문제에도 도움이 될 것이라고 생각합니다.

우리 몸은 7~14 마이크로 미터 파장의 중적외선(mid-infrared) 형태로 열을 내보냅니다. 신체를 차갑게 유지하는 방법으로 스탠포드의 이 퀴(Yi Qui)와 그의 동료들은 이런 중적외선을 통과시키는 물질을 생각했습니다. 곧, 이들은 적외선에 대해 투명한 재료를 찾으려 했습니다.

우리가 일반적으로 입는 면과 같은 소재는 중적외선을 흡수하는 화학물질로 만들어져 있습니다. 이들이 찾은 중적외선을 투과시키는 물질은 폴리에틸렌입니다. 그러나 이 소재는 가시광선 역시 투과시키기 때문에 옷감으로 사용하기에는 적합하지 않았습니다.

이들은 폴리에틸렌이 적절한 크기의 구멍 – 직경 50 나노미터에서 1000 나노미터 사이의 – 을 가지고 있다면 가시광선을 분산시켜 가시광선에 대해서는 불투명하게 되지만 중적외선은 여전히 투과시킬 것으로 추정했습니다. 다행히도, 이런 재료가 이미 존재했습니다. 배터리 제조업체는 위와 같은 정도의 구멍을 가진 나노포러스 폴리에틸렌을 리튬 이온 배터리의 격리판으로 사용하고 있었습니다.

퀴와 그의 동료들은 피부에서 나오는 복사열을 내는 장비를 이용해 이 물질을 조사했습니다. 면과 비교했을 때, 나노포러스 폴리에틸렌은 피부의 온도를 2.7도 낮춰주었습니다.

“이 값은 별로 크지 않아 보일 수 있습니다. 그러나 에너지 절약의 관점에서 이는 매우 커다란 값입니다.” 이 연구를 사이언스에 소개한 MIT 의 스베틀라나 V. 보리스키나의 말입니다. 그녀는 건물이나 가정의 온도계를 단 몇 도만 높게 설정할 수 있어도 에너지 소모를 최대 45% 까지 절약할 수 있다고 말합니다.

스탠포드 연구진은 이 나노포러스 폴리에틸렌을 보다 옷처럼 보이게 만드는 몇 가지 방법을 시도했습니다. 예를 들어, 그들은 수분을 밖으로 전달하도록 폴리도파민을 코팅했습니다.

보리스키나는 이들이 선보인 옷감이 다양한 기능을 가지고 있지만 편안함이나 내구성과 같은 부분에 대한 검사가 더 필요하며, 또한 중적외선을 차단하지 않으면서도 다양한 색을 입힐 수 있는 방법을 찾아야 할 것이라고 말하고 있습니다.

(사이언티픽 아메리칸)

원문 보기