땀샘처럼 수축·팽창하는 박막 개발... "스마트폰 발열 막는다"

국내 연구진이 사람 피부의 땀샘처럼 주변 환경에 따라 수축과 팽창이 자유로운 박막 개발에 성공했다. 이로써 마치 땀샘처럼 유연한 박막 형태로도 온도조절이 가능해질 전망이다.

한국전자통신연구원(이하 ETRI)은 주변 환경에 맞춰 수축·팽창하는 방열(Heat Sink) 소자 개발에 성공했다고 밝혔다. 향후 스마트폰 등의 발열을 해결하는 방열 소자, 에너지 발전 소자, 제어시스템 등에 활용될 것으로 기대된다.

연구진은 온도에 따라 물의 흡수량이 달라지는 온도 반응성 하이드로겔을 이용했다. 이 소재를 풍차 모양으로 배열해 일정온도보다 낮을 경우, 물을 품어 팽창해 닫히고 반대의 경우 물을 배출해 수축하도록 구성했다.

방열소자는 3 cm. X 3cm 크기로 인공 땀샘 2만 개가 들어있다. 땀샘의 단위구조인 셀의 크기는 100㎛, 벨브는 20㎛크기다.

박막 구조는 두개의 층으로 이뤄져 있다. 위층은 프레임으로 셀을 지지한다. 아래층은 벨브 구조로 되어 있다. 내부 용매는 물이 사용됐다.

밸브는 사람의 땀샘 크기와 유사하게 설계됐으며 팽창과 수축을 반복한다. 연구진은 본 기술의 향후 발전과 산업적 활용을 위해 국내·외 특허출원을 냈다.

새롭게 개발된 박막은 기존에 비해 저온에서 증발이 30% 정도 억제된다. 실험을 반복적으로 진행했음에도 구조체에 성능에는 큰 차이가 없어 인공 땀샘의 기능 또한 입증했다.

ETRI는 이번 기술을 열전 소자의 방열판으로 활용해 무전원 유연소자를 만들 것이라고 밝혔다.

문승언 ETRI 박사는 "향후 열전소자와 결합해 특정 부위 약물 투여, 인공 피부 등 웨어러블 소자의 전원으로 발전시킬 계획”이라고 밝혔다.

차진희 기자 postmoneynews@gmail.com

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