엔지니어들은 면보다 30% 가볍고 훨씬 더 따뜻한 이중층 직물을 발명했습니 다.

매사추세츠 대학교 애머스트(Amherst)의 세 명의 엔지니어가 북극곰 모피를 모델로 한 합성 섬유를 만들기 위한 80년 간의 탐구를 마무리하는 직물을 발명했습니다. 최근 저널에 게재된 결과 ACS 응용 재료 및 인터페이스, 이미 상용화된 제품으로 개발되고 있습니다.

북극곰은 지구상에서 가장 가혹한 조건에서 살고 있으며 북극 온도는 화씨 영하 50도까지 내려갑니다. 곰은 기온이 급락할 때 번성할 수 있는 많은 적응을 가지고 있지만, 1940년대 이후 과학자들은 특히 곰의 모피에 집중했습니다. 과학계는 북극곰의 털은 어떻게 그들을 따뜻하게 하느냐고 물었습니다.

일반적으로 우리는 몸을 따뜻하게 유지하는 방법이 날씨로부터 몸을 보호하는 것이라고 생각합니다. 그러나 또 다른 방법이 있습니다. 지난 수십 년 동안의 주요 발견 중 하나는 많은 극지 동물이 체온을 유지하기 위해 햇빛을 적극적으로 사용한다는 것입니다. 북극곰 모피는 잘 알려진 사례입니다.

과학자들은 곰의 비밀 중 일부가 흰 털이라는 것을 수십 년 동안 알고 있었습니다. 검은 털은 열을 더 잘 흡수할 것이라고 생각할 수도 있지만, 북극곰의 털은 태양 복사를 곰의 피부로 전달하는 데 매우 효과적이라는 것이 밝혀졌습니다.

“그러나 모피는 방정식의 절반에 불과합니다. “나머지 반은 북극곰의 검은 피부입니다.”

Andrew가 설명했듯이 북극곰 털은 본질적으로 천연 광섬유로 햇빛을 곰의 피부로 전달하여 빛을 흡수하여 곰을 가열합니다. 그러나 모피는 또한 이제 따뜻해진 피부가 어렵게 얻은 온기를 발산하는 것을 매우 잘 방지합니다. 태양이 비치면 두꺼운 담요가 몸을 데운 다음 그 온기를 피부 옆에 가두는 것과 같습니다.

Andrew와 그녀의 팀이 수행한 작업은 상단 레이어가 북극곰 털처럼 가시광선을 하단 레이어까지 전도하는 실로 구성된 이중 레이어 패브릭을 엔지니어링하는 것입니다. 이 패브릭은 나일론으로 만들어지고 PEDOT이라는 어두운 소재로 코팅됩니다. PEDOT은 북극곰의 피부처럼 효율적으로 따뜻해집니다.

실제로 매우 효율적이어서 이러한 소재로 만든 재킷은 면으로 만든 동일한 재킷보다 30% 가볍지만 면 재킷이 견딜 수 있는 온도보다 섭씨 10도 더 낮은 온도에서 태양이 빛나거나 또는 방이 잘 켜져 있습니다.

“공간 난방은 대부분 화석 연료에서 파생된 막대한 양의 에너지를 소비합니다. UMass에서 화학 공학을 전공했으며 현재 Andrew의 스타트업인 Soliyarn, LLC에 있습니다. “우리의 섬유는 맑은 날에는 아우터웨어로 정말 빛을 발하지만, 광열 트래핑 구조는 기존 실내 조명을 사용하여 몸을 직접 가열하는 것을 상상할 수 있을 정도로 효율적으로 작동합니다. 에너지 자원을 신체 주변의 ‘개인 기후’에 집중함으로써 이 접근 방식은 현상 유지보다 훨씬 더 지속 가능해야 합니다.”

국립과학재단의 지원을 받은 연구는 이미 적용되고 있으며 솔리얀은 PEDOT 코팅 천 생산을 시작했다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/04/230410111625.htm