[뉴스웍스=문병도 기자] 송영민 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀이 외부 전원 없이 물체의 온도를 냉각하는 복사냉각 소재와 웨어러블 광전소자를 집적하여 열적으로 안정한 웨어러블 전자소자를 개발했다.

최근 일부 스마트워치에서 원인을 알 수 없는 발열‧발화 문제가 발생해 논란이 확산되고 있다.

스마트워치 같은 웨어러블 전자소자에서는 이러한 사고를 방지하기 위해 일반적으로 얇은 금속방열판을 내부에 삽입하여 소자 내에서 발생하는 열을 소산시키는 방식을 채택하고 있다. 

이러한 방식은 냉각 효율이 떨어지는 문제도 있지만 전체 웨어러블 전자소자의 유연성을 떨어뜨리며 무선 전력 및 데이터 송·수신을 방해하는 금속 방열판은 적합한 냉각 솔루션이 될 수 없다.

송영민 교수 연구팀은 에너지 소비 없이 부착만으로 소자의 온도를 냉각할 수 있는 유연하고, 금속 소재가 없는 매우 얇은 복사 냉각 소재를 개발했다.

복사 냉각 소재는 나노·마이크로 크기의 기공을 포함하는 인체에 무해한 폴리머로 이루어져 있으며, 다양한 크기의 기공은 태양광은 강하게 반사하고, 전자기파의 형태로 내부 열을 방출한다. 

이 방식은 은이나 알루미늄과 같은 태양광을 잘 반사하는 금속층을 요구하는 기존 복사 냉각 소재와는 달리 금속 없이 동작할 수 있어 웨어러블 전자소자의 무선 전력 및 데이터 송·수신을 전혀 방해하지 않는 새로운 형태이다.

송영민 교수는 "다공성 폴리머 기반 복사 냉각 소재가 집적된 웨어러블 전자소자 플랫폼은 기존의 기술적 한계를 극복할 수 있다"고 말했다.

한국연구재단의 개인기초연구사업, 미래소재디스커버리 사업의 지원을 받아 수행되고 강민형, 이길주 학생이 수행한 이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 2021년 3월 9일자로 온라인 게재됐다.