▲ 셔터스톡 제공.

최근 중국 ‘상하이교통대학교’(Shanghai Jiao Tong University) 연구진이 포유 류가 체온조절을 위해 땀을 흘리는 ‘발한’(發汗) 원리를 휴대전화에도 적용할 수 있는지 연구하고 있다고 밝혀 궁금증을 자아내고 있다.

지난 1월 전자전문학회지 줄(Joule)에 발표한 연구를 통해 연구진은 수증기 방출을 통해 작동중인 전자기기의 열을 식히는 전자코팅 방법을 제시했는 데, 이는 기존의 전자기기 과열방지 방식에 비해 기기표면을 더 낮은 온도 로 유지할 수 있는 새로운 열 관리 방식인 것으로 알려졌다.

‘상하이교통대학교’에서 냉동공학을 연구하고 있는 수석저자 루주 왕 박사는 "작동중인 전자기기가 뜨거워지는 이유는 전자부품들이 기기 내부에 빽빽하 게 채워져 있어 칩들이 과열되기 때문이다”라며 “열관리 기술이 초소형전자 공학기술 발전에 보조를 맞춰가야 하는 이유이기도 하다”라고 말했다.

이어 그는 “가령 우리가 매일 사용하는 휴대전화에 설치되어 있는 각종 앱을 오랫동안 너무 과하게 작동시키거나 하게 되면 시스템 고장이 발생할 뿐만 아니라 효과적인 냉각시스템이 없다면 정말 심한 경우에는 손에 화상을 입을 수도 있을 정도다”라고 덧붙였다.

한편, 컴퓨터와 같은 더 큰 전자기기들은 내부 온도조절을 위해 팬을 사용 하고 있다. 하지만 팬은 부피가 크고 시끄럽고 에너지를 많이 소모하기 때 문에 휴대전화와 같은 소형기기에는 적합하지 않다.

따라서 그간 휴대전화 제조업체들은 기기냉각을 위해 왁스나 지방산 같은 소위 ‘위상변화물질’(phase change materials, PCMs)을 사용해 왔다. 이 물질 들은 녹을 때 기기에서 발생하는 열을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 고체에 서 액체로 전환될 때 소모되는 에너지의 총량도 비교적 적은 편인 것으로 알려져 있다.

하지만 이번에 ‘상하이교통대학교’ 연구진이 채택한 “액체-증기” 전환방식은 ‘위상변화물질’ “고체-액체” 전환방식에 비해 10배의 에너지를 교환할 수 있 는 것으로 알려져 눈길을 끈다.

포유류의 ‘발한’(發汗) 메커니즘에서 영감을 얻어 공기중으로부터 수분을 흡 수하고 전자기기가 과열됐을 때 기기표면에서 수증기를 방출할 수 있는 투 과성 물질들을 연구했다는 것이다.

연구진은 "이번에 개발한 투과성 물질을 전자기기 표면에 적용하면 탁월한 냉각효과는 물론 포유류가 ‘발한’(發汗) 메커니즘을 통해 열을 식히고 나서 다시 수분을 흡수해 땀을 흘릴 준비를 하는 것과 꼭 마차가지로 열원이 제 거되고 나면 이 투과성 물질이 다시 수분을 흡수함으로써 원래 상태대로 빠 르게 회복될 수 있다"며 "그래서 이 방법은 휴대전화나 충전배터리 등에 적 용하기에 안성맞춤이다"라고 강조했다.

이어 연구진은 “휴대전화 제조업체들이 이번에 개발된 냉각방식을 그들의 전 화기에 적용하기에는 아직은 비용이 중요한 문제일 수 있다”며 "이 냉각방 식이 실질적으로 응용될 수 있는 시장수요 확보는 물론 투과성 물질을 이 용하는 ‘발한’(發汗) 메커니즘에 대한 더 많은 연구장려를 통해 비용을 절감 할 수 있기를 희망한다"고 말했다. 

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