[테크&포커스] 입을수록 시원해지는 `쿨링섬유`

시카고대 분자공학과 교수팀
적외선 반사 '냉각섬유' 개발

미 시카고대학 연구팀이 개발한 쿨링섬유. 시카고대학 제공

기후변화의 영향으로 주황빛으로 변한 미국 알래스카 북부 브룩스 레인지 일대의 강. 미국 지질조사국(USGS) 제공

미국 비영리 경제 연구기관 전미경제연구소(NBER)는 지난 5월 워킹페이퍼에 실은 '기후변화의 거시경제 영향' 논문에서, 지구 온도가 1도 오르면 세계 국내총생산(GDP)이 최대 12% 감소한다고 분석했다. 이 논문은 아드리안 빌랄 하버드대 경제학과 조교수와 디에고 칸지그 노스웨스턴대 조교수가 작성했다.

기존의 관련 연구에서는 지구 온도가 1도 오르면 세계 GDP가 1~3% 정도 감소할 것으로 추정됐지만 이번 논문에서는 부정적 영향을 더 크게 봤다. 특정 국가나 지역의 온도 상승이 아니라 지구 전체 기온 변화가 가져올 결과를 측정했기 때문이라고 저자들은 설명했다.

논문은 지난 120년 동안 173개국에서 나타난 온도와 풍속, 강수 등의 종합적인 데이터를 바탕으로 GDP와 인구, 소비, 투자, 생산성 정보를 결합해 연구한 결과다.

그 결과 온도 충격은 폭염과 가뭄, 홍수 등 경제적 피해를 초래하는 극단적 기후변화 증가를 불러올 것으로 관측됐다. 특히 지구 온도가 1도 올라가면 6년 정도 후에 세계 실질 GDP가 10% 이상 하락하고 이런 부정적인 영향은 10년 이상 지속되는 것으로 분석됐다. 이는 심각한 글로벌 금융위기에 맞먹는 충격이다.

전망은 이미 현실로 드러나고 있다. 미국 델라웨어대 연구진의 최근 연구에 따르면 기후변화로 인해 작년 세계 GDP가 약 1.8%(1조5000억달러) 감소한 것으로 추정된다. 특히 열대지방이 기후변화로 인해 가장 큰 타격을 받으면서 동남아 지역은 14.1%, 남아프리카 지역은 11.2%나 줄어든 것으로 분석됐다. 지난 4월 국제 학술지 네이처에 발표된 연구에 따르면 기후변화는 2049년까지 세계 경제에 연간 38조달러의 손실을 입힐 전망이다.

한국은행은 작년 10월 발표한 '수출입 경로를 통한 해외 기후변화 물리적 리스크의 국내 파급영향' 논문을 통해, 온난화가 이어지면 우리나라의 GDP가 2100년경 2.0∼5.4% 감소할 것으로 예측했다. 특히 수출 의존도가 높은 자동차, 정유, 화학, 철강업종 등이 타격을 입을 것으로 분석했다. 이 논문은 김재윤 한국은행 금융안정국 지속가능성장연구팀 과장과 정선문 동국대 회계학과 교수, 이성태 홍익대 전자전기공학부 교수가 작성했다.

특히 기후변화가 온도 급변을 가져오고 이로 인해 냉·난방 에너지 수요가 커져 또다시 기후변화를 부추긴다. 열과 빛을 조절하고 차단하는 기술이 중요하고도 시급한 이유다. 그 중에서도 냉난방 특성을 가지는 소재가 주목받는다.

포천 쉬 미국 시카고대 분자공학과 교수팀은 지난 6월 13일(현지시간) 외부 열은 반사하고 신체에서 발산되는 복사열은 밖으로 내보내는 '복사냉각 섬유'를 개발했다고 국제학술지 사이언스에 발표했다. 김중현 연세대 교수팀이 개발한 것과 유사하게 적외선을 조절한 결과다. 이를 이용하면 같은 양의 햇빛을 받아도 기존 섬유보다 표면온도가 약 8.9도 낮아진다.

연구진은 섬유에 쓰이는 고분자 소재가 적외선을 잘 흡수하는 성질을 이용해 적외선을 반사하는 쿨링섬유를 개발했다. 광범위하게 빛을 산란시켜 내열성이 높은 플라스틱인 폴리메틸펜텐(PMP)과 단열 능력이 우수한 은 나노와이어(AgNW)를 소재로 썼다. 가시광선도 반사하도록 설계했다. 연구팀이 40도가 넘는 미국 애리조나 지역에서 실험한 결과 이 섬유는 일반 의류에 사용되는 섬유보다 온도가 약 8.9도 낮았다. 연구팀은 이 섬유를 건물이나 자동차에 입히면 도시 열섬현상을 낮추는 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다.

김 교수는 "건물 내 냉방기기의 설정온도를 1도 높이면 4.7%의 에너지를 줄이고, 반대로 1도 낮추면 6.5% 에너지가 더 쓰인다"면서 "고분자 복합체를 이용해 적외선을 제어하는 것만으로도 농업·자동차·건축 등 사회·산업 전반에 막대한 파급력을 가져올 것"이라고 말했다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr