카멜레온에서 영감을 얻은 온도 적응

(This graphic illustrates how the chameleon-inspired coating reacts to hot and cold outdoor temperatures. Credit: American Chemical Society)

남서부 아프리카 사막에 서식하는 나마쿠아 카멜레온 (Namaqua chameleon)은 일교차가 심한 사막에서 살아남기 위해 몸 색깔을 바꾸는 재주를 지니고 있습니다.

나마쿠아 카멜레온은 뜨거운 낮에는 햇빛을 반사하는 밝은 회색톤으로 피부색을 바꾸고 추운 아침에는 어두운 갈색으로 색을 바꿔 몸을 금방 따뜻하게 만듭니다. 일반적으로 카멜레온은 위장을 위해 색을 바꾼다고 알려져 있지만 예외는 항상 존재합니다.

과학자들은 나마쿠아 카멜레온의 예외적인 온도 조절 방식을 모방하기 위해 노력하고 있습니다. 중국 하얼빈 공대의 푸키앙 왕 교수 (Harbin Institute of Technology's Prof. Fuqiang Wang)가 이끄는 국제 과학자 팀은 이것이 불가능하지 않다는 점을 보여줬습니다.

연구팀은 온도에 따라 색상이 변하는 소재로 플루오르화 폴리비닐리덴 (polyvinylidene fluoride) 마이크로캡슐을 선택했습니다. 이 소재로 만든 온도 적응 방사 냉각 코팅 temperature-adaptive radiative cooling coating (TARCC) 소재는 섭씨 20도에서 검회색에서 밝은 회색으로 색상이 변하기 시작해 30도 정도가 되면 태양 복사 에너지의 93%를 반사합니다.

연구팀은 TARCC를 적용한 미니어처 주택과 일반적인 흰색 페인트와 파란 강철 타일을 붙인 일반 주택 모형을 비교했습니다. 그 결과 TARCC 주택이 여름철에 더 시원할 뿐 아니라 겨울철에 더 따뜻한 것으로 나타났습니다. 그리고 봄과 가을철 일교차가 심할 때도 온도 변화를 최대한 줄일 수 있었습니다.

물론 소규모 실험실 테스트와 실제 건축물에 사용할 수 있는 건축 소재는 상당한 차이가 있습니다. 경제적인 방법으로 대량 양산이 가능할지, 그리고 충분한 내구성과 무독성을 입증할 수 있을지 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/science/chameleon-inspired-coating-warm-cool-buildings/

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.3c02733

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