ETRI, 사람 피부 땀샘 흉내낸 박막 개발

 

 

한국전자통신연구원(ETRI)은 사람의 피부 표면 온도와 비슷한 31℃에서 온도가 낮으면 팽창해 구멍이 닫히고 높으면 자동으로 열려 열 방출을 전원 없이 조절이 가능한 방열(放熱)소자 (사진. ETRI)개발에 성공했다고 10일 밝혔다.

 

이 연구 성과는 세계적 학술지 ‘어드벤스드 머터리얼즈’(Advanced Materials)에 온라인 게재했다.연구진은 앞으로 스마트폰과 같은 유연전자 소자의 발열을 해결하는 방열 소자나 에너지 발전소자, 미세한 제어시스템(Actuator) 등에 활용할 것으로 보고 있다.

 

연구진이 만든 방열소자의 크기는 3 cm x 3 cm 크기로 인공 땀샘 2만개가 들어가 있다. 소자 두께는 70 마이크로 미터(㎛)이고 땀샘의 단위구조인 셀의 크기는 100 ㎛, 밸브는 20 ㎛ 크기의 수준이다.

 

박막의 구조는 두 개의 층으로 구분해 위층은 프레임으로 단위구조 셀을 지지해 주는 역할을 한다. 아래층은 밸브 구조로 제작되어 고분자간 결합을 통해 유연한 박막 형태의 냉각 소자를 만들었고, 내부는 용매인 물로 채워힌다.

 

특히 팽창수축을 반복하는 밸브는 사람의 땀샘 크기와 유사하게 설계했다. 연구진은 본 기술의 핵심으로 밸브구조를 설계하는 기술과 기능을 갖추기 위해 밸브를 제작하는 기술로 국내·외 특허출원을 해둔 상태다.

 

연구개발책임자이며 본 논문의 교신저자인 ETRI 신소재연구실 문승언 박사는 “향후 열전소자와 결합하여 특정부위 약물투여, 인공피부 등과 같은 웨어러블 소자의 전원으로 발전시킬 계획이다”라고 말했다.

 

연구진은 본 기술의 상용화를 2년 내로 보고 있다. 연구진은 과제를 통해 SCI급 논문 10편, 국내·외 특허출원 8건, 요소 기술에 대한 기술이전 4건도 마쳤다고 밝혔다. 이번 논문은 ETRI ICT창의연구소의 김준수 연구원(現 하버드 대학교 박사과정)과 문승언 박사가 각각 1저자 및 교신 저자로 참여했다.

 

이 연구는 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업과 산업통상자원부 소재부품기술개발사업 그리고 ETRI 미래핵심도전 연구개발사업의 지원으로 개발했다.