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[IT뉴스]“포플러나무처럼” 지능형 냉·난방 조절장치 개발

온카뱅크관리자

2025-11-18 11:27:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true"> KAIST-서울대 공동연구 성과 <br>여름 3.7°C ‘시원’, 겨울 3.5°C ‘따뜻’</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="Q3giLlDgGT">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="51783e6dba8f379e2ba9d6a21c0d9fd9594371dde90a9ee839a1ce812e7aa64a" dmcf-pid="x0anoSwaYv" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST 정효은(뒷줄 왼쪽부터 시계방향) 석박사통합과정, 장세희 박사후연구원, 김도현 석박사통합과정, 곽현규김형래 석사과정, 송영민 교수. 김대형(원안 왼쪽부터) 서울대 교수, 신윤수 MIT 박사, 허세연 SAIT 박사 [KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/ned/20251118111754293menk.jpg" data-org-width="1100" dmcf-mid="PoLdiCkL5y" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/18/ned/20251118111754293menk.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST 정효은(뒷줄 왼쪽부터 시계방향) 석박사통합과정, 장세희 박사후연구원, 김도현 석박사통합과정, 곽현규김형래 석사과정, 송영민 교수. 김대형(원안 왼쪽부터) 서울대 교수, 신윤수 MIT 박사, 허세연 SAIT 박사 [KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="ba155b7c04f432233c5ae4235932716700ecb456668cf6f163e72cce09348368" dmcf-pid="yE70URV75S" dmcf-ptype="general">포플러는 덥고 건조한 낮에는 잎을 말아 태양빛을 반사하고, 밤에는 잎 표면에 맺힌 수분이 방출하는 열(잠열)로 냉해를 막는 독특한 생존 전략을 갖고 있다. 국내 연구진이 이러한 자연의 정교한 열관리 시스템을 인공소재로 구현하는데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="6a7109c8b8f78fb6d218f02234b74c37fb049c045df531a80d554456fe2b4de3" dmcf-pid="WDzpuefzGl" dmcf-ptype="general">카이스트(KAIST)는 18일 송영민 전기및전자공학부 교수 연구팀이 김대형 서울대학교 교수팀과 공동으로 포플러의 자연 열조절 방식을 모사한 ‘유연 하이드로겔 기반 열조절기(LRT, Latent-Radiative Thermostat)’를 개발했다고 18일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="70592f6823d79a70a74e27d1f1a7aca9953299132132b346737815b2d934be0f" dmcf-pid="YwqU7d4qZh" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 LRT는 수분의 증발·응축에 따른 잠열 조절과 빛 반사·투과를 이용한 복사열 조절을 하나의 장치에서 동시에 구현할 수 있는 새로운 열관리 기술이다.</p>
          <p contents-hash="5641fc5221ce477bd3b5510ff86015156c244dc6833082308df51c6fa0bc2fa0" dmcf-pid="GrBuzJ8B1C" dmcf-ptype="general">핵심 소재는 리튬 이온(Li⁺)과 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC)를 ‘PAAm하이드로겔’에 결합해 완성했다. 온도가 올라가면 HPC 분자들이 뭉치면서 하이드로겔이 불투명해지고, 태양광이 반사되어 자연 냉각 효과가 강화된다. 이렇게 만들어진 LRT는 주변 온도·습도·조도에 따라 자동으로 네 가지 열조절 모드로 전환된다.</p>
          <p contents-hash="0d8419e9e704e4c86f154a880313b0d32ac2fda46403972ddf9465989d292250" dmcf-pid="Hmb7qi6bHI" dmcf-ptype="general">이슬점 이하의 밤·한랭 환경에서는 공기 중 수분을 흡수·응축하며 열을 방출해 따뜻함을 유지하고 약한 태양광이 비치는 추운 낮에는 태양빛을 투과시키고 흡습된 수분이 근적외선을 흡수해 난방 효과를 낸다. 고온·건조한 환경에서는 내부 수분이 증발하며 강력한 증발 냉각이 일어나고 강한 태양과 고온 조건에서는 HPC가 불투명해져 태양빛을 반사하고, 동시에 증발 냉각이 작동해 온도를 낮춘다. 즉 전력 없이도 주변 환경에 맞춰 스스로 냉·난방 모드를 전환하는 자연 모사형 열관리 장치다.</p>
          <p contents-hash="0771eb99b1c4f92fe66335a3b87c4e5a6da30fe3b3bf24e61bbcfdaa9b9576b9" dmcf-pid="XsKzBnPK5O" dmcf-ptype="general">실외 실험 결과, LRT는 기존 냉각 소재보다 여름에는 최대 3.7°C 더 낮고, 겨울에는 최대 3.5°C 더 높은 온도를 유지했다. 또한 7개 기후대를 대상으로 한 시뮬레이션에서는 기존 지붕 코팅보다 연간 최대 153 MJ/m²의 에너지 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.</p>
          <p contents-hash="f7c35751cbdb1af36e280e0c47155dd5e1c018557aa55f07a735ff8c7d741974" dmcf-pid="ZO9qbLQ9Ys" dmcf-ptype="general">향후 건축 외벽·지붕, 재난 임시시설, 야외 저장소 등 전력 기반 냉난방이 어려운 환경에서 활용될 차세대 열관리 플랫폼으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="b9c460d062bb185d74cf2bae73f77b1355656b065d8f612b3bc147ab9796c4ef" dmcf-pid="5I2BKox2Zm" dmcf-ptype="general">송영민 교수는 “이번 연구는 자연의 지능형 열조절 전략을 공학적으로 재현한 기술로, 계절과 기후 변화에 스스로 적응하는 열관리 장치를 제시했다는 데 의미가 있다”며 “향후 다양한 환경에 적용 가능한 지능형 열관리 플랫폼으로 확장될 수 있을 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="da939afc264e63a9771adbf5f4d086fe7c4178b80cf2b23723d5741fe45904a7" dmcf-pid="1CVb9gMVZr" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 11월 4일 온라인 게재됐다. 구본혁 기자</p>
         </section> 
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