의류와 태양광 발열 신소재의 만남 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (113)

출처=bizvibe.com

추운 겨울이 다가오면서 보온을 위한 옷에 관심이 많아졌습니다. 특히 친환경 의류에 대해서도 관심이 높아지면서 동물의 털이나 가죽 대신 태양광 발열을 통해 보온을 유지해주는 ’착한 의류’가 주목받고 있는데요. 오늘은 햇빛으로 우리를 따뜻하게 해주는 착한 의류 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다.

◆태양광을 흡수하는 흡광축열성

출처=코티티(KOTITI) 시험연구원(kotiti-global.com)

흡광축열성이란 금속 화합물 중 태양광을 흡수해 열 에너지로 전환·축열하는 성질을 의미하는데요. 이에 주로 사용되는 탄화지르코늄은 태양광의 95%인 적외선과 가시광선 이상의 단파장 영역에서 흡수율이 높습니다. 이 영역의 파장을 흡수하여 그보다 파장이 긴 원적외선 영역에서는 반사율이 높은 물질로 알려져 있습니다.

탄화지르코늄을 이용해 의류를 만들면 태양광의 95%를 흡수, 에너지로 변환한 뒤 원적외선으로 방사하게 됩니다. 이 원적외선 영역에서는 반사율이 높아 의류 내에서 에너지가 축적되는 현상이 일어나게 됩니다.

◆태양광 발열섬유인 흡광축열 섬유

출처=Solarpunk aesthetic

흡광축열 섬유(사진)는 태양열을 활용해 발열하는 소재입니다. 햇빛을 흡수해 열을 축적한 뒤 옷 밖으로 빠져나가지 못하게 하는 원리인데요. 탄화지르코늄과 같은 물질을 섬유 사이에 넣는 방식으로 제작합니다.

◆태양전지로 옷을 만드는 직조형 기술

출처=한국전기연구원

한국전기연구원 나노융합기술연구센터에서는 세계 최초로 직조물 구조의 섬유형 유연 태양전지(사진)를 개발했는데요. 바로 옷감처럼 유연성은 물론이고 기계적 내구성과 경량성, 내충격성을 지닌 ‘웨어러블’ 태양전지로, 금속·유리·천연섬유 등을 써 옷감을 짜는 직조기에서 3차원 직물의 형태로 직접 전극을 만들고 이 전극 위에 나노 소재를 코팅해 제작합니다. 이 직조형 태양전지 기술이 상용화된다면 웨어러블 발열 의류 시장이 본격 형성될 것으로 기대를 모으고 있습니다.

◆신소재 충전재 ‘솔라볼’

출처=벤텍스(ventexkorea.com)

‘솔라볼’은 특수 개발된 나노 케미컬 입자가 태양광을 받으면 서로 충돌하여 자체 발열하는 차세대 충전재입니다. 빛이 없는 실내와 야간에는 인체의 원적외선을 증폭시켜 따뜻함을 유지하게 해주는 것이 특징입니다.

특히 오리털보다 최고 3배 저렴하지만 일반 충전재보다 공기 함유량이 많아 보온 효과가 큰 만큼 오리털이나 거위털을 대체할 수 있는 윤리적인 제품으로 주목받고 있는데요. 일반 오리털에 비해 태양광에서는 평균 6.5도 이상, 실내와 야간에도 1.5도 각각 높은 온도가 측정됐습니다.

태양광 기술이 우리에게 에너지뿐만 아니라 따뜻한 보온을 제공해주는 의류 기술로 진화하고 있는데요. 올 겨울에는 보온은 기본, 환경과 동물까지 생각한 태양광 발열 의류를 입어보세요.

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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