한여름 유리창에 필름 코팅해 온도를 낮춘다

포항공과대-고려대 연구진, 복사냉각 필름 개발
유리창에 필름 코팅해 최대 14도 넘게 온도 낮춰
페인트 위에 코팅해도 내부온도 최대 10도 내려가

포항공과대-고려대 연구진이 이산화규소와 수소화 비정질 실리콘을 교차로 얇게 여러겹 쌓아 개발한 복사냉각 필름을 유리에 코팅했다. 포항공과대 제공

[파이낸셜뉴스] 여름철 낮에 내리쬐는 햇볕으로 차안은 찜통이다. 국내 연구진이 내부 온도가 올라가는 것을 줄여주는 필름을 개발했다. 이 필름을 붙인 결과 최대 14도 넘게 온도를 낮췄다. 또한 페인트 칠한 표면에 이 필름을 코팅하면 내부 온도가 최대 10도가 내려갔다.

연구진은 이 필름이 자동차 유리나 외부에 코팅하거나 건물에 덧씌워 냉방 에너지를 최소화할 수 있을 것으로 전망했다.

포항공과대학(POSTECH) 기계공학과·화학공학과 노준석 교수·통합과정 김민경씨·이다솔 박사 연구팀과 고려대 신소재공학과 이헌 교수·손수민씨 연구팀과 공동연구해 복사냉각 필름을 개발했다.

연구진에 따르면 이 복사냉각 필름은 가시광 빛을 통과시키지만 자외선과 적외선은 반사한다. 또한 중적외선은 밖으로 방출해 내부 열을 식히는 효과를 얻는다. 이를 통해 건물이나 차랑의 내부 온도가 올라가는 것을 줄여준다.

노준석 교수는 5일 "이번에 개발된 복사 냉각 필름은 투명성을 유지해야 하는 건물이나 전망대의 창문 또는 놀이기구나 탈 것의 창문에 코팅해 활용할 수 있다"고 말했다.

연구진은 이산화규소와 수소화 비정질 실리콘을 교차로 얇게 여러겹 쌓아 복사냉각 필름을 만들었다.

높이 300㎜, 너비 100㎜ × 100㎜ 아크릴 상자에 이 필름을 붙였다. 9월 중순의 한낮에 필름을 붙이지 않은 상자는 온도가 최대 71.9도까지 치솟았다. 반면 복사냉각 필름을 씌운 상자는 57.5도에 머물렀다. 또한 유색 페인트 위에 복사냉각 필름을 코팅한 상자는 42.5도를 기록해 필름이 없는 상자보다 10도 낮았다.

복사 냉각 기술은 물체가 태양으로부터 에너지를 적게 받고, 복사열을 방출해 온도를 낮출 수 있는 기술을 말한다. 지금까지 개발된 복사 냉각 소재는 태양광의 모든 빛이 통과하는 투명 방사 소재이거나 태양광의 모든 빛을 반사하는 불투명 소재로 제한돼 있었다. 이처럼 소재의 투명성은 복사 냉각을 실생활에 응용을 위한 중요한 특성이지만, 투명한 시스템에서 투과한 빛은 내부에 갇혀 오히려 온도를 올리는 문제가 있다.

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 투명 복사 냉각 소재 개발에 주목했다. 연구진은 빛의 특성을 이용해 가시광은 통과하면서, 근적외선은 반사하고, 중적외선은 밖으로 방출할 수 있는 소재를 만들었다.

이 연구결과는 광학 분야 국제 과학 저널인 '어드밴스드 옵티컬 머터리얼즈(Advanced Optical Materials)' 최신호 표지논문으로 선정됐다.

[e-mail] 김만기 기자