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스페인 말라가 대학과 이탈리아 공과대학 연구원들은 착용자의 신체와 주변 환경의 온도 차이에서 전기를 발생시키는 티셔츠를 만들었다.
이 티셔츠를 입고 달리거나, 걷거나, 운동을 할 때 몸에서 나오는 열과, 그 열과 주변 공기의 더 낮은 온도 사이의 차이를 열전력으로 변환시켜준다.
온도 차이를 전기 전압으로 변환할 수 있는 열전 효과라는 것을 사용함으로써 이 열을 사용할 수 있다. 두 개의 도체가 연결되어 있고 한쪽이 가열되면 전자가 쿨러 측으로 넘어가기 시작하면서 회로를 흐르는 전류를 생성한다.
일부 재료는 온도 차이를 전원으로 변환할 수 있는 전도체 역할을 한다. 이 티셔츠가 하는 일은 우리 몸에서 나오는 열을 포착하는 것이라고 연구원들은 말한다. 이것은 차가운 공기와 대조되어 전기를 만든다.
전형적으로, 열전 재료는 자동차나 산업 공정과 같은 것들로부터 폐열을 회수하는데, 그 열전력을 전기로 바꾸는 가장 흔한 물질은 종종 부족하고 환경 친화적이지 않다. (금이나 백금처럼 희귀한 텔루륨과 같은 금속들)
그들은 비싸고, 단단하며, 독성이 강하다. 이는 소비자들이 직접 입는 옷에는 적합하지 않다는 것을 의미한다.
이탈리아 공과대학의 헤레디아와 다른 연구자들은 “신체와 환경의 온도차만으로 전기를 발생시킬 수 있는, 응용할 수 있도록 유연하고, 생분해되며, 웨어러블한 재료들을 개발하기를 원했다. 그래서 비싼 재료들을 대체할 저렴한 제품을 만들기로 했다”고 말했다.
하지만 문제는 이 재료들을 면 티셔츠에 어떻게 부착하느냐는 것이었다. 이 문제를 해결하기 위해, 연구원들은 생분해성 물질을 통해 면에 침투하여 섬유에 전기적 특성을 부여할 수 있는 토마토 껍질로부터 해결책을 만들어냈다.
스페일 말라가 대학교 연구원이 원단을 실험하고 있다.
토마토 껍질?
토마토 껍질은 생물 기반의 접착제였다. 게다가 토마토 껍질은 토마토 가공 산업의 값싼 부산물이다. 환경 측면에서 이 잔여물에 제2의 삶을 제공한다
최종 결과는 토마토 껍질과 탄소 나노입자로 만들어진 액체 용액으로, 일반 티셔츠에 분사하여 ‘전도체’를 만들 수 있었다. 이 재료들이 세탁 시에도 유지 되는지에 대해 실험도 했다.
이는 완전히 세탁이 가능하고 다림질도 잘 되는 개량형 작업을 진행 중이다.
이 전자 텍스타일 프로토타입의 경우, 연구원들은 탄소 전도성 테이프를 사용하여 티셔츠를 외부 전선에 연결하여 전기를 생산할 수 있다는 것을 보여주었지만, 현재 이 셔츠는 이 에너지를 저장할 수 있는 방법이 없다. 만들어낸 전기를 저장할 수 있는 배터리를 어떻게 개발해야 할지 아직 숙제가 남아있다.
이 원단은 우주 및 군사 임무에서 전력을 낼 수 있기 때문에 틈새 응용 분야에 사용될 수 있을 것으로 생각하지만, 잠재적으로, 그리고 조금 더 발전하면 패션 산업에도 적용될 수 있을 것으로 보고 있다.
또 조명, 센서, Wi-Fi와 같은 추가적인 기능을 직물에 직접 통합할 가능성도 있다. 이전 연구에서는 토마토 껍질과 그래핀(탄소 원자들로 이루어진 얇은 막)으로 Wi-Fi 안테나를 만들었다.
연구진은 충전기 없이 휴대전화를 충전하거나 빛을 발생시켜 티셔츠를 반사시키는 방법을 연구하고 있다. 이 기술은 웨어러블, 의료 센서, 손목시계, 보청기 분야에도 적합할 수 있다.
열전 직물은 스포츠웨어, 사무용 의자 또는 카시트에 통합될 때 즉각적인 차체 냉각기로도 사용될 수 있다. 연구원들은 결국 이같은 기술들이 우리가 센서, 기술적 장치, 그리고 비행 능력을 갖춘 아이언맨 같은 수트를 입을 수 있게 해줄 것이라고 말한다.
출처 : 패션포스트 / www.fpost.co.kr