유후앙 왕 미국 메릴랜드대 화학및생화학과 교수와 오우양 민 물리학과 교수 등 공동연구팀이 체온에 따라 자동으로 열 방출을 조절하는 섬유(사진)를 개발해 국제학술지 ‘사이언스’ 2월 8일자에 발표했다.
연구팀은 물을 흡수하거나 거부하는 두 가지 다른 성질을 가진 실을 혼합해 섬유를 만들었다. 그리고 섬유의 표면은 전도성이 있는 탄소나노튜브로 코팅했다. 만약 더운 환경에서 우리 몸이 땀을 흘리면, 물을 흡수하는 실은 늘어나고 물을 거부하는 실은 그대로 유지돼 섬유가 휘어진다. 이로 인해 실 사이사이의 공간이 열리고, 열이 빠져나가는 냉각 효과가 발생한다.
뿐만 아니라 코팅된 탄소나노튜브 사이의 전자기 결합이 바뀌어 적외선 투과성이 변한다. 평소 20마이크로미터(μm·1μm는 100만분의 1m) 파장의 적외선을 방출하다가 온도나 습도가 올라가면 탄소나노튜브 사이의 거리가 가까워져 10μm 이내 파장의 적외선을 방출하도록 전자기 결합이 바뀌는 것이다. 10μm 파장의 적외선은 우리 몸이 열을 방출하고 흡수하는 파장대다.
실제 실험 결과, 연구팀은 이 섬유가 몸의 상대습도에 따라 적외선을 35% 이상 효과적으로 조절한다는 점을 확인했다.
민 교수는 “그동안 우리 몸에서 열을 조절하는 유일한 방법은 옷을 더 입거나 벗는 것 뿐이었다”며 “이 섬유는 환경에 따라 열을 조절할 수 있는 진정한 기능성 섬유”라고 말했다. doi:10.1126/science.aau1217