수분이 증발할 때, 그 물질은 냉각되지만, 수분이 없어져 버리면, 냉각 효과는 정지 해 버린다.
이 사실을 근거로, MIT의 연구자들이 낙타 털로부터 힌트를 얻어, 전기를 사용하지 않은 냉각재를 개발했다.
◆ 낙타 모피로부터 영감을 얻은 2층 젤
낙타의 몸은 털로 덮여있는데, 보기에는 털이없는 것이 시원하게 보이지만, 그렇지 않다. 털이 산소 투과성 있는 단열재 역할을 하고, 낙타의 피부를 외부의 열로부터 차단하여 땀을 증발시킨다. 그 결과, 증발 냉각 효과가 오래 지속된다.
낙타는 땀을 흘려도, 털이없는 피부 그대로있는 것보다는 탈수 증상이 심해지지않는다.
MIT 연구팀은, 이 원리를 응용하기로하고, 하부에 하이드로겔(물을 분산매로하는 젤), 그 상부에 다공성 실리카 기반의 에어로젤(액체를 기체로 대체 한 겔)이라고하는 2층의 냉각 소재를 만들었다. 하이드로겔은, 97%가 물로되어 있고, 따뜻하게되면 증발하여 젤의 온도가 내려간다.
에어로젤은 매우 열전도율이 낮고, 주위의 열을 많이 흡수하지 않는다. 즉, 아래에있는 하이드로 겔이 저온 상태 그대로, 증발 냉각 효과가 지속하는 것을 의미한다.
◆ 2층의 겔로 200시간 이상 온도를 유지
실험실에서의 시험에서는, 5밀리의 하이드로 겔 층만의 경우, 주변 온도가 30℃라면, 40시간에 모든 수분이 증발했다. 그런데, 이 하이드로 겔 층을 5밀리의 에어로젤로 덮을 경우, 완전히 물이 증발 할 때까지 200시간 동안 일정한 온도가 지속되었다.
증발 냉각 효과에 의해, 2층 쪽의 온도는 7℃ 낮아졌다. 이에대해 하이드로 겔 단독의 경우는, 8℃의 온도가 내려갔지만, 그 지속 시간은 짧았다는.
하이드로 겔이 말라 버리면, 물만 더 보충해주면 같은 냉각 효과를 얻을 수 있다는 것.
◆ 비용면을 크게 줄여 실용화
단점은, 이 소재의 생산에 여전히 크고 비싼 장비가 필요하다는 것이다. 연구자들은, 보다 실용적이고 비용이 들지않는 대안을 모색하고있다.
장래적으로는, 낙타 모피에 영감을 받은 이 냉각 소재가 개발 도상국 및 기타 인프라가 정비되어 있지 않은 장소에서 사용되는, 음식과 의약품 운송 및 보관에 사용할 수 있게 될 것으로 기대된다고....
이 연구 논문은 "Joule"지에 게재되었다.