[뉴스웍스=문병도 기자] 노준석 포항공대(POSTECH) 기계공학과·화학공학과 교수·통합과정 김민경씨·이다솔 박사 연구팀과 이헌 고려대 신소재공학과 교수·손수민씨 연구팀이 태양 빛을 반사하거나 투과시켜 에너지 소비를 줄일 수 있는 복사 냉각 소재를 개발했다. 

물체가 태양으로부터 에너지를 적게 받고, 복사열을 방출함으로써 온도를 낮출 수 있는 기술을 복사 냉각 기술이라고 한다.

태양은 막대한 양의 에너지를 우주로 방출한다. 지표면이 햇빛을 받아 데워지면 대기 중으로 복사열을 방출한다. 복사열 때문에 지표면 인근은 따뜻해진다. 

수년 전부터 과학계에서는 추가 에너지 투입 없이 실내에 쌓이는 복사열을 제거하기 위한 연구가 이뤄져왔다. 

과학자들이 선택한 방식은 '태양광'을 선별적으로 골라내는 '제로 에너지 복사 냉각' 기술이었다. 태양광을 최대한 반사시키고, 동시에 실내에서 발생하는 열에너지를 외부로 배출하는 방식이다. 100만분의 1m를 의미하는 '나노미터(㎚)' 수준의 미시세계를 제어할 수 있게 되면서 과학자들은 이 같은 기능을 갖고 있는 소재 개발에 나섰다.

지금까지 개발된 복사 냉각 소재는 태양광의 모든 빛을 투과하는 투명 방사 소재이거나 태양광의 모든 빛을 반사하는 불투명 소재로 제한돼 있었다.

공동연구팀은 투명 복사 냉각 소재를 개발했다. 연구팀은 빛의 특성을 이용해 가시광은 투과하면서, 근적외선은 반사하고, 중적외선은 방사할 수 있는 소재를 제시했다. 

개발된 투명 복사 냉각 소재는 근적외선의 빛을 선택적으로 반사시켜 투명성과 복사냉각 특성을 모두 가진다.

야외 옥상에서 실험한 결과, 흡수율이 높은 챔버의 내부 온도를 14.4°C 낮추고, 페인트를 발랐을 때도 소재 자체의 온도를 10.1°C 낮추는 것으로 나타났다. 

노준석 교수는 "개발한 복사 냉각 소재는 투명성을 유지해야 하는 건물이나 전망대의 창문 또는 놀이기구나 탈 것의 창문으로 활용할 수 있다"라며 "이 소재에 페인트를 발랐을 때도 냉각 효과를 유지하기 때문에 다양한 색을 연출할 수도 있다라고 말했다.  이번 연구결과는 광학 분야 국제 과학 저널인 '어드밴스드 옵티컬 머터리얼즈' 최신호 표지논문으로 선정됐다.