(MIT researchers have developed a coating for windows that rejects up to 70 percent of incoming solar heat. Credit: Massachusetts Institute of Technology)
채광이나 겨울철 난방을 위해서는 가능하면 남향으로 큰 창이 있는 편이 유리합니다. 하지만 큰 채광창은 냉방에는 매우 불리한 구조입니다. 오늘날 유리창이 많거나 외벽이 유리로 된 건물이 자꾸 늘어나면서 냉방에 들어가는 에너지는 갈수록 증가하고 있습니다. 미국에서면 전체 전력 생산의 6%가 에어컨 가동에 들어가며 비용으로는 연간 290억 달러에 이릅니다. 여기에 지구 기온 상승과 도시화로 인해 이 비용은 점점 커지고 있습니다. 마지막으로 이 에너지를 화석 연료를 태워 공급하면 기온은 장기적 더 상승하는 악순환이 이어집니다.
따라서 많은 연구자들이 에너지 효율을 높일 수 있는 스마트 창을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 선택적으로 태양 에너지를 받아들이는 스마트 창의 개발 역시 그 중 하나입니다. MIT의 니콜라스 팽 교수 (Nicholas Fang, a professor of mechanical engineering at MIT)는 홍콩 대학의 연구자들과 함께 에너지를 소모하지 않는 상변이 물질을 이용한 스마트 필름을 개발했습니다.
이들이 개발한 필름은 낮은 온도에서는 투명하지만 섭씨 32도의 열을 받으면 반투명해지면서 태양 에너지를 70%정도 반사합니다. 두 개의 투명 필름 사이에 물과 상변이 물질을 넣고 만든 것으로 어떤 조절 시스템이나 에너지원 없이 온도에 따라서 작동합니다. (위의 사진에서 사람 체온에 반응해 반투명해 진 것을 볼 수 있습니다)
여기서 사용된 물질은 poly (N-isopropylacrylamide)-2-Aminoethylmethacrylate hydrochloride라는 화학물 섬유로 평소에는 물과 함께 투명하게 존재하다가 열을 받으면 마치 어업용 그물처럼 변형을 일으켜 필름을 반투명하게 만듭니다. 이를 통해 추가적인 에너지 소비 없이 온도를 낮출 수 있습니다. 완전히 투명하지 않다는 점은 단점이지만, 대신 어느 정도 햇빛은 투과해서 내부를 어둡게 만들지 않고 겨울철에도 햇빛을 그대로 통과시킨다는 점이 큰 장점입니다.
이 상변이 필름은 이론적으로는 훌륭하지만, 경제적으로 대량 생산이 가능하고 내구성이 좋으며 다양한 환경에서 건물 자재로 쓸 수 있을 만큼 신뢰성이 우수해야 상업화에 성공할 수 있습니다. 이 문턱을 넘는 것은 대개 매우 힘든데 과연 좋은 성과가 있을지 궁금합니다.
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