ETRI, 풍차형 밸브로 온도 조절하는 '인공 땀샘' 개발
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ETRI, 풍차형 밸브로 온도 조절하는 '인공 땀샘' 개발
  • 선연수 기자
  • 승인 2020.01.09 10:05
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[테크월드=선연수 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 사람의 피부처럼 온도에 따라 수축·팽창하는 박막을 개발했다.

 

ETRI 연구진이 개발한 박막 소자

개발된 박막은 사람 피부의 표면 온도와 비슷한 31℃를 기준으로 온도가 낮으면 팽창해 구멍이 닫히고 온도가 높으면 열려, 전원 장치 없이도 열 방출을 조절할 수 있는 방열(放熱, Heat sink)소자다.

박막의 구조는 두 개의 층으로 구분되며, 위층의 프레임은 단위구조 셀을 지지하고 아래층의 밸브가 고분자간 결합을 통해 박막 형태로 냉각 소자 역할을 하며 내부는 용매인 물로 채워진다.

ETRI 연구진은 온도에 따라 물의 흡수량이 달라지는 온도 반응성 하이드로겔을 '풍차' 형태로 만들어, 일정 온도보다 낮으면 물을 머금어 팽창해 닫히고 온도가 높아지면 물을 배출해 수축하는 밸브를 만들었다. 특히 밸브는 사람의 땀샘과 유사한 20㎛ 수준의 크기로 설계됐다. 방열소자 전체의 크기는 3×3cm로 인공 땀샘 2만 개가 들어간다. 소자의 두께는 70㎛이고 땀샘의 단위구조인 셀은 100㎛의 크기를 갖는다.

 

ETRI가 개발한 인공 땀샘 박막의 구조와 구동 원리

박막 성능을 입증하기 위해 진행한 온도에 따른 증발량 측정 실험에서 기존 박막에 비해 저온 상에서의 증발이 30%가량 억제되는 결과를 나타냈다. 반복적인 실험에도 구조체가 일정한 성능을 유지함으로써 인공 땀샘으로서의 기능도 입증했다고 연구진은 밝혔다. 이 기술은 향후 스마트폰과 같은 유연전자 소자의 발열을 해결하는 방열 소자나 에너지 발전소자, 미세한 제어시스템(Actuator)에 사용될 것으로 기대된다.


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