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 인류는 합당한 이유를 갖는 한 자연을 모방하여 그것이 갖는 이점을 갖고자 노력해 왔다. 우리가 많은 분야에서 고도의 기술력을 갖추었다고 해서, 지속적으로 발생하고 있는 문제들의 일부를 해결하는데 자연을 되돌아보는 것을 그만두지는 않는다. 일례로, Yanlin Song 등은 중국과학원에서 ‘효과적인 cool roof를 위해 포플러 나뭇잎의 털에서 영감을 얻은 고반사성 초소수성 백색코팅("Highly reflective superhydrophobic white coating inspired by poplar leaf hairs toward an effective `cool roof’”)이라는 제목으로 연구결과를 Energy & Environmental Science 지에 발표하였다. 연구팀은 혹독한 햇빛으로부터 스스로를 보고하는 포플러 나무의 보호기전을 모방하고 있으며, 햇빛이 지붕을 내리쬘 때 생성되는 열을 조절하는데 도움을 줄 새로운 방법을 제공해 줄 것으로 기대하고 있다.
본 아이디어는 단순하다. 포플러 나무는 잎의 아래쪽에 마이크로 섬유를 형성하여, 태양으로부터의 빛과 열을 반사시킨다. 따라서 햇빛이 직접 나무에 도달하게 되면, 나무는 잎의 위 아래를 바꿈으로써 높은 열로부터 잎의 내부를 보호하고 습기의 손실을 막는다.
중국의 연구팀은 이론적으로 햇빛을 반사할 수 있는 코팅된 길다란 중공 섬유 내에 고분자를 방사(spinning)시킴으로써, 햇빛이 지붕에 내리쬘 때 흡수되는 열의 양을 감소시키고자 하였다. 그 결과를 실험해 보기 위해, 연구팀은 가열될 때 색상이 변화하는 디아릴에텐(diarylethene)으로 재료를 감싼 후에 다시 고분자 필름으로 감싸고 햇빛이 도달하도록 하였다. 그 결과 포플러 나무 잎의 자연섬유의 구조와 유사하게 만들수록 디아릴에텐의 색상변화가 적게 나타난다는 것을 발견하였다.
비록 연구결과가 유망하기는 하지만, 여전히 가정이나 사업체에서 여름철 냉방비를 아낄 수 있을 정도의 상업용 제품을 개발하는 데에는 심각한 장애물이 존재하고 있다. 그것은 고분자가 고온, 냉온, 바람 및 다른 기후조건에 충분히 저항할 수 없다는 데 있다.
따라서 연구팀은 고분자를 좀더 강인하게 만들 방법을 모색할 뿐만 아니라 다른 영역으로의 확대를 엿보고 있다. 예를 들면, 고분자 필름 자체가 방수성이 있으므로 방수용 제품이나 조명 등이 있다.
More information: Highly reflective superhydrophobic white coating inspired by poplar leaf hairs toward an effective "cool roof", Changqing Ye, Mingzhu Li, Junping Hu, Qunfeng Cheng, Lei Jiang and Yanlin Song, Energy Environ. Sci., 2011, Advance Article. DOI:10.1039/C0EE00686F
출처 : 녹색기술정보포털(www.gtnet.go.kr) |
