한국전자통신연구원(ETRI)은 본원 문승언 박사팀이 사람의 피부 표면 온도와 비슷한 섭씨 31도에서 온도가 낮으면 팽창해 구멍이 닫히고 높으면 자동으로 열려 열 방출을 전원 없이 조절이 가능한 방열소자를 개발했다고 9일 밝혔다.
연구진은 온도에 따라 물의 흡수량이 달라지는 온도 반응성 하이드로겔을 풍차와 같은 모양으로 디자인해 이번 방열소자를 만들 수 있었다. 가로·세로 길이는 각각 3 cm 길이의 소자는 반도체공정을 활용해 제작됐는데 1개당 2만개의 인공 땀샘을 포함했다. 박막의 구조는 두 개의 층으로 구분되어 위층은 프레임으로 단위구조 셀을 지지해 주는 역할을 한다. 아래층은 밸브 구조로 제작되어 고분자간 결합을 통해 유연한 박막 형태의 냉각 소자를 만들었고, 내부는 용매인 물로 채워지게 된다. 본 구조 성능 입증을 위해 온도에 따른 증발량을 측정한 결과 기존 박막에 비해 저온에서 증발이 30% 가량 억제됐으며 반복 실험에서도 일정한 성능이 유지됐다. 본 기술을 열전소자의 히트싱크(방열판)로 활용해 무전원 유연소자를 만드는 게 향후 목표다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘어드벤스드 머터리얼즈’ 온라인판에 게재됐다.
