한국 태국 연구팀, 전도성 높은 섬유 기반 웨어러블 히터 만들어 ㅣ 옷처럼 입을 수 있는 전기 히터 VIDEO:Researchers Develop Wearable Electric Heater
5V 충분히 낮은 구동 전압으로
150도(화씨 302도)까지 가열 가능
의료용 열치료와 개인용 난방관리 시스템 등
다양한 응용 분야 활용
옷감 안에 발열체가 있는 경량 웨어러블 히터는 사람들을 따뜻하게 하는데 도움을 줄 수 있지만, 이전에는 안전하게 세탁할 수 없는 뜨겁고 딱딱한 전선이나 실들이 있어여 했다.
손목시계처럼 착용하는 히터
최근에, 연구원들은 직물과 실을 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)와 폴리(4-스티레네술폰산)로 대신 처리했다. 이 유연한 코팅은 재료들을 따뜻하게 하고 세탁 후에도 제자리를 유지했다.
그러나, 폴리머들은 개인적으로 가열하기에 충분히 전도성이 있지 않았고, 더 전도성이 있게 만들기 위해 첨가된 몇몇 화합물들은 피부를 자극할 수 있었다.
탐마삿 대학의 물리학과의 Rawat Jaisutti 박사와 태국과 한국의 연구원들은 원단에 바느질할 때 안전한 작동 전압으로 열을 분산시킬 수 있도록 실에 적용된 투 폴리머 코팅을 개선하고자 했다.
첫 번째 단계로, 그들은 폴리머 코팅된 면사를 사람의 피부에 자극적이지 않은 에틸렌 글리콜에 담갔다.
그들이 그 물질에 전압을 가했을 때, 그것은 가열되었고, 이전에 보고된 일부 유연한 히터보다 낮은 전압이 높은 온도에 도달하도록 요구되었다.
그리고 나서 연구원들은 실을 반복적으로 물로 씻거나 세제로 한 번 씻었다.
그들은 두 경우 모두 약간의 전도성 손실이 있었지만, 이 손실은 에틸렌 글리콜이 없는 버전보다 현저히 낮다는 것을 발견했다.
마지막으로, 그들은 원사를 여러 조각 꿰매어 약간의 원단에 TU 패턴을 만들었다.
히터를 3볼트 전원 공급 장치에 연결해 사람의 손목에 부착하자 앞뒤로 구부러져 열 손목밴드의 열 분포가 일정했다.
저자들은 "전도실로부터 만들어진 가열 소자는 온도 분포가 우수했고 5V의 충분히 낮은 구동 전압에서 150도(화씨 302도)까지 가열이 가능했다"고 설명했다.
또한 가열 소자는 반복된 구부러짐 응력과 2,000사이클의 스트레칭과 방출에서도 안정적인 줄 가열 성능을 보였다.
이들은 "온바디 난방 시스템에 실용성을 입증하기 위해 회로 구조가 단순한 직물에 전도성 실을 꿰매 가볍고 통기성이 뛰어난 열 손목 밴드를 시연했다"고 밝혔다.
이어 "이러한 결과를 통해 전도성이 높고 내구성이 뛰어난 실을 얻기 위한 우리의 전략이 의료용 열치료와 개인용 난방관리 시스템 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있을 것으로 본다"고 말했다.
그 팀의 연구는 ACS Applied Materials & Interface 저널에 실렸다.
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
(Source:
http://www.sci-news.com/physics/wearable-electric-heater-10188.html)
A wearable heater
옷처럼 입을 수 있는 새로운 방식의 전기 히터
옷처럼 입을 수 있는 새로운 방식의 전기 히터를 개발한 한국과학기술연구원 물질구조제어연구센터와 연세대학교 나노고분자 연구실 공동연구팀의 연구 현장이 공개된다. 연구팀은 높은 전기 전도성과 광 투과성으로 각광받고 있는 2차원 나노 신물질 맥신을 활용해 투명하고 유연한 소재를 비롯해 다양한 형태의 전기 히터를 개발해냈다. 특히, 섬유 위에 맥신 용액을 코팅해 바느질과 직조가 가능한 천 형태의 웨어러블 히터를 개발해 관심을 집중시키고 있다.
연구팀은 이 기술을 유연 전자 의류의 히터 소재나 전기 자동차의 투명 유리 히터 소재 등 다양한 분야에 적용시킬 계획이며, 더 높은 성능의 히터를 개발하기 위한 연구에 매진하고 있다. 생활 속에서 폭넓게 활용될 수 있는 차세대 전기 히터를 개발해낸 한국과학기술연구원-연세대학교 공동연구팀의 활약상을 함께 만나본다.
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