경기대, 습한 환경서 도료 냉각성능 떨어지는 원인 찾아내…세계 최초

소량의 강화제 첨가 성능 크게 개선

흄드실리카 첨가를 통한 구조 안정성 확보 및 성능 일관성 개선 원리. (경기대 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 습한 환경에서 도료가 마를 때 냉각성능이 뚝 떨어지는 원인을 찾아 해결했다.

한국연구재단은 경기대 박상윤·홍동표·유영준 박사 공동연구팀이 다공성 고분자 복사냉각도료가 건조습도의 증가에 따라 냉각성능이 급격하게 저하됨을 처음으로 규명하고 소량의 강화제를 첨가하는 방식으로 성능을 크게 개선했다고 5일 밝혔다.

기존에 개발된 다공성 고분자 복사냉각 도료는 도포하는 과정의 온·습도 등 환경조건에 따라 냉각성능 편차가 커 실외 적용이 어려운 등 한계가 뚜렷했다.

이에 연구팀은 기존 다공성 고분자 복사냉각 도료의 성능이 습도의 증가에 따라 급격히 떨어지는 현상을 밝히고, 이에 대한 효과적인 해결책을 세계 최초로 개발했다.

연구팀은 기존 복사냉각 도료의 성능을 건조습도에 따라 관측한 결과, 상대습도가 30% 넘어가면 성능이 크게 떨어지기 시작해 45% 이상에서는 오히려 복사발열 현상이 나타나는 것을 확인했다.

또 이 과정을 전자현미경으로 관측·분석한 결과, 높은 습도에서 도료가 마를 때 기공이 편평해지고 크기가 작아지는 등 다공성 구조가 붕괴하면서 근적외선 영역에서 태양광 반사율이 크게 떨어짐을 규명했다.

이밖에 기공구조 붕괴를 방지하기 위해 비표면적이 높고 소량의 첨가로도 구조강도를 높이는 강화제인 흄드실리카를 이용, 고분자 매트릭스의 기계적 강도를 높여 구조 안정성을 개선했다.

박상윤 경기대 교수. /뉴스1

박상윤 교수(교신저자)는 “이번 연구는 기존 복사냉각 도료에 고분자 강화제를 첨가해 상용화 허들을 제거하는 핵심기술을 확보한 것”이라며 “미국, 중국을 중심으로 상용화에 집중하고 있는 상황에서 우리나라가 초격차를 이룰 수 있도록 산학연 협력이 필요한 시점”이라고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스' 온라인에 지난 5월 25일 게재됐다.

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