미세 구멍으로 습기 빼고 열전도 성능 유지
웨어러블 기기·화장품 사용감 측정 등에 활용 기대
대학과 기업 연구팀이 공동으로 피부에 밀착해도 열과 습기가 쉽게 쌓이지 않는 복합소재를 개발했다. 이번에 개발한 복합소재는 통기성을 높이면서 열전도 성능도 유지한 것이 특징이다.
숭실대는 기계공학부 홍지우 교수와 아모레퍼시픽 연구진이 개발한 피부 밀착형 다공성 복합막 연구 결과가 지난 12일 국제학술지 ‘Advanced Composites and Hybrid Materials’에 온라인 게재됐다고 밝혔다.
피부에 직접 닿는 웨어러블 소재는 땀과 습기를 내보내면서 몸에서 발생하는 열도 전달해야 한다. 하지만 통풍을 위해 소재에 미세한 구멍을 만들면 공기층이 늘어 열전도 성능이 떨어지는 문제가 있었다.
연구팀은 열을 잘 전달하는 입자와 유연한 실리콘 소재를 결합했다. 소재가 굳는 과정에서 일부 성분이 빠져나가도록 해 미세 구멍을 만들고, 주변에는 열을 전달하는 입자가 이어지도록 설계했다.
실험 결과 복합막은 수분 배출 통로를 확보하면서 열전도 성능을 유지했다. 별도의 복잡한 세척 과정 없이 한 번의 공정으로 제작할 수 있고 피부 움직임에도 유연하게 대응했다.
연구팀은 피부 적용 평가에서도 수분 상태가 안정적으로 유지되고 열 축적이 줄어드는 것을 확인했다.
이번 소재는 피부에 붙이는 웨어러블 기기뿐 아니라 화장품 사용감을 측정하는 연구에도 활용될 수 있다. 아모레퍼시픽은 실제 피부와 비슷하게 열과 수분이 이동하는 측정면을 만들어 화장품의 발림성과 열감, 촉촉함 등을 수치로 분석하는 연구에 활용할 계획이다.
홍지우 교수는 “통기성을 높이면 열전도 성능이 떨어지는 기존 한계를 소재 내부 구조 설계로 개선했다”며 “피부에 편안하면서 기능을 갖춘 소재로 활용 범위를 넓혀가겠다”고 말했다.
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