한국전자통신연구원(ETRI·원장 김명준)은 사람 피부 표면 온도와 비슷한 31도를 기준으로 저온에서는 팽창해 구멍을 닫고, 저온에서는 수축해 구멍을 여는 무전원 방열 소자 개발에 성공했다고 9일 밝혔다.
연구진은 온도에 따라 물 흡수량이 달라지는 온도 반응성 하이드로겔로 소자를 구현했다. 낮으면 물을 머금어 팽창하고, 온도가 높으면 물을 배출해 수축하는 밸브를 만들어 활용했다.
방열소자는 가로·세로 3㎝ 크기로 인공 땀샘은 2만개다. 소자 두께는 70마이크로 미터(㎛)로 아주 얇다. 단위구조 셀을 지지하는 위층, 내부를 물로 채운 밸브 구조 아래층으로 소자를 만들었다. 팽창과 수축을 반복하는 밸브는 사람의 땀샘 크기와 유사하게 설계했다.
소자를 활용한 실험 결과 저온에서 증발량이 30%가량 억제됐다. 반복되는 실험에도 구조체가 일정 성능을 유지했다. 향후 이 기술을 열전소자 히트싱크(방열판)로 활용할 수 있다. 상용화는 2년 내 가능할 전망이다.
문승언 신소재연구실 박사는 “기술을 향후 열전소자와 결합할 것”이라며 “특정 부위 약물투여, 인공피부 등과 같은 웨어러블 소자 전원 핵심요소로 발전시킬 계획”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
