[과학 이야기] 주변 환경따라 보온 기능…특수섬유 첫 개발

더위나 추위 등 주변 환경에 맞춰 땀을 빨리 배출하거나 체온을 뺏기지 않게 하는 쌍방향 특수섬유가 개발됐다. 더위나 추위에 대처할 수 있게 하는 기능성 섬유는 다양하게 개발돼 있지만 이처럼 상반되는 두 기능을 함께 갖춘 섬유는 처음이다. 메릴랜드대학(UMD) 화학.생화학 담당 왕위황 교수가 이끄는 연구팀은 적외선 방사(infrared radiation.열)가 통과하는 양을 조절해 냉각과 보온 기능을 모두 수행할 수 있는 섬유를 개발하고, 관련 논문을 권위 있는 국제 과학저널 '사이언스(Science)'를 통해 밝혔다.

연구팀은 방수와 흡수(吸水) 성질을 각각 가진 두 종류의 합성물질로 실을 뽑은 뒤 초경량 도체성 금속인 '탄소 나노튜브'를 입혀 특수 섬유를 만들었다.

이 섬유는 방수, 흡수 물질을 모두 갖고 있어 덥고 습한 환경에서는 뒤틀리게 되고 이는 실 가닥을 더 밀착시켜 섬유의 기공을 열고, 특히 실을 덮고 있는 탄소 나노튜브 간 전자기 결합을 조절해 열이 빠져나가게 함으로써 냉각 효과를 발휘하게 된다.

춥고, 건조할 때는 반대로 열이 빠져나가는 것을 차단함으로써 체온을 유지하게 한다.

연구팀은 이를 적외선 방사에 대한 "게이팅(gating.관문개폐)"이라고 설명했다. 이 특수섬유가 몸에서 나는 열과 상호작용을 하며 열을 옷 밖으로 내보내거나 차단하는데, 인간이 덥거나 춥다고 느끼기 전에 거의 즉각적으로 반응해 기능을 조절하는 것으로 연구팀은 밝혔다.

논문 교신저자인 같은 대학 물리학과의 어우양민 교수는 "인체는 완벽한 라디에이터로 열을 즉각적으로 발산한다"면서 "역사적으로 이 라디에이터를 조절하는 유일한 길은 옷을 벗거나 입는 것이었지만 이 섬유는 양방향으로 조절할 수 있다"고 설명했다.