낮은 전압에도 발열 척척…웨어러블 온열치료 소재 개발

한국기술교육대 배진우 교수팀, 구현 성공

[서울=뉴시스] 한국기술교육대학교. (사진=뉴시스 DB). [email protected]
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[천안=뉴시스]최영민 기자 = 한국기술교육대학교는 에너지신소재화학공학부 화학생명공학전공 배진우 교수팀이 낮은 전압에도 효율적으로 발열하며 변형 상태에서도 성능이 저하되지 않는 투명 웨어러블 히터 구현에 성공했다고 11일 밝혔다.

배 교수와 최승은 석사과정생, 오승주 박사과정생이 참여한 이번 연구는 지난 5일 발행된 세계 최고 수준의 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)' 저널 뒷표지(Back cover) 논문으로 게재됐다.

웨어러블 열치료 기기는 통증 완화, 근육 이완 등에 활용되지만 기존 발열 소재는 변형 시 온도가 급격히 떨어지고 높은 작동 전압이 필요하며 투명도가 낮다는 한계가 있었다.

배 교수팀은 유전 히팅 원리를 도입하고 디부틸 아디페이트(DBA)를 주 가소제로 프로필렌 카보네이트(PC)와 에틸렌 카보네이트(EC)를 고유전율 보조 가소제로 활용하는 이중 가소제 전략을 개발했다.

새로 개발된 소재는 350V의 낮은 전압에서 60도 이상 도달이 가능해 작동 전압이 2.5배 감소했으며 전력 효율이 33% 개선됐다. 가열 속도는 10배 빨라져 1분 내에 목표 온도에 도달하는 등의 우수한 성능을 달성했다.

특히 300%까지 늘려도 성능 저하가 일어나지 않아 웨어러블 히터에 최적이다. 90% 이상의 투명도를 유지해 피부 상태를 실시간 관찰할 수 있다. 손가락 움직임 감지를 통한 제스처 인식 기능도 구현했다.

배 교수는 "이번 연구로 개발한 웨어러블 유전 히터는 웨어러블 발열 소재의 근본적 한계를 극복한 혁신적 접근"이라며 "차세대 헬스케어 기기, 인간·기계 인터페이스 등 다양한 분야에 활용될 것"이라고 말했다.


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