(A chalk-based coating attaches to various commercially available textiles, including cotton and synthetic fiber, to create cooling fabrics, such as the treated synthetic material (right) that’s brighter than the untreated fabric (left). Credit: University of Massachusetts Amherst)
뜨거운 여름에는 시원하게 입어도 더운 게 사실입니다. 그리고 너무 뜨거운 경우에는 오히려 피부를 보호하기 위해 옷을 입어야 하는 경우도 있습니다. 사막 유목민들의 전통 의상을 보면 오히려 주변이 더 뜨겁고 햇빛에서 가릴 게 없는 상황에서 어떻게 대응해야 하는지 알 수 있습니다. 아무튼 이런 경우라도 덥기는 마찬가지일 것입니다.
따라서 여름철에는 더위를 식혀줄 수 있는 냉감 소재로 만든 냉감 의류가 큰 인기를 끌고 있습니다. 다만 실제로 온도를 크게 낮춰주는 것은 아니고 통기성과 수분 흡수 성질이 우수해 땀을 쉽게 배출하고 끈적이지 않게 하는 원리입니다.
매사추세츠 앰허스트 대학교 (University of Massachusetts Amherst)의 연구팀은 비싸지 않고 흔하게 얻을 수 있는 소재를 이용해서 실제로 온도를 낮춰줄 수 있는 옷감 소재를 개발했습니다. 연구팀이 주목한 소재는 의외로 분필이었습니다.
태양에서 나오는 열의 상당 부분은 자외선과 적외선 영역에서 흡수되기 때문에 과학자들은 이산화티타늄처럼 이 파장의 빛을 반사하는 소재를 코팅한 옷감을 개발했습니다. 하지만 그 과정이 복잡해 실제 상용화는 힘들었습니다. 실험실에서는 가능하지만, 상업적인 규모로 생산은 어렵다는 이야기입니다. 또 다른 대안은 빛을 반사하는 유기물 폴리머 섬유인데, 이 경우 PFAS 같은 유독한 성분이 나와 역시 상용화가 어렵다는 문제가 있습니다.
연구팀은 자외선과 적외선을 쉽게 반사하면서도 아주 쉽게 구할 수 있는 소재인 탄산칼슘에 주목했습니다. 기본적으로 분필은 물론 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 소재이고 인체에 무해한 물질입니다. 다만 이를 섬유에 코팅하기는 쉽지 않았습니다.
연구팀은 탄산칼슘을 상업적으로 흔히 사용되는 옷감 섬유에 코팅하기 위해 5마이크로미터 두께의 하이드록시에틸 아크릴레이트 (hydroxyethyl acrylate)를 먼저 코팅한 다음 탄산칼슘과 다른 물질이 들어 있는 용액에 담가서 코팅했습니다. 그 결과 상업적으로도 가능한 단순한 방법으로 탄산칼슘 코팅을 하는데 성공했습니다.
실제 환경에서 테스트했을 때 이 탄산칼슘 코팅 옷감의 아래는 주변보다 온도가 섭씨 4도 정도 낮고 탄산칼슘 코팅이 되지 않은 옷감과 비교해서 섭씨 8도까지 낮은 온도를 보였습니다. 물론 입었을 때의 착용감이나 내구성 등의 여러 가지 검증해야 하는 부분들이 존재하지만, 연구팀은 이 옷감이 여러 차례 세탁해도 탄산칼슘이 떨어져 나가지 않는다는 사실을 확인했습니다.
연구팀은 스핀오프 기업을 설립하고 이를 상업화 하기 위해 준비 중입니다. 과연 분필 옷감이 갈수록 더워지는 여름의 구세주가 될지 결과가 주목됩니다.
참고
https://newatlas.com/materials/cooler-clothing-chalk-coating/
https://www.umass.edu/news/article/umass-chemistry-chalks-new-way-keep-cool
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