한기대 배진우 교수 연구팀, 차세대 웨어러블 온열 치료 소재 개발

한국기술교육대 에너지신소재화학공학부 배진우 교수 연구팀의 '온열치료용 늘어나고 투명한 웨어러블 히터 연구'가 5일 발행된 'Advanced Functional Materials' 저널 뒷 표지로 선정됐다.(한기대 제공)

한국기술교육대학교(총장 유길상) 에너지신소재화학공학부 화학생명공학전공 배진우 교수 연구팀이 낮은 전압에서도 효율적으로 발열하며 변형 상태에서도 성능이 저하되지 않는 투명 웨어러블 히터 구현에 성공했다고 11일 밝혔다.

한기대에 따르면 웨어러블 열치료 기기는 통증 완화, 근육 이완 등에 활용되지만, 기존 발열 소재는 변형 시 온도가 급격히 떨어지고 높은 작동 전압이 필요하며 투명도가 낮다는 한계가 있는 것으로 알려졌다.

이를 극복하기 위해 연구팀은 유전 히팅 원리를 도입하고, 디부틸 아디페이트(DBA)를 주 가소제로, 프로필렌 카보네이트(PC)와 에틸렌 카보네이트(EC)를 고유전율 보조 가소제로 활용하는 이중 가소제 전략을 개발했다.

새로 개발된 소재는 350V의 낮은 전압에서 60℃ 이상 도달이 가능해 작동 전압이 2.5배 감소했으며 전력 효율이 33% 개선됐고, 가열 속도는 10배 빨라져 1분 내에 목표 온도에 도달하는 등의 우수한 성능을 달성했다.

더욱이 300%까지 늘려도 성능 저하가 일어나지 않아 웨어러블 히터에 최적이며, 90% 이상의 투명도를 유지해 피부 상태를 실시간 관찰할 수 있다.

배진우 교수는 "이번 연구로 개발한 웨어러블 유전 히터는 웨어러블 발열 소재의 근본적 한계를 극복한 혁신적 접근"이라며 "차세대 헬스케어 기기, 인간-기계 인터페이스 등 다양한 분야에 활용될 것"이라고 했다.
천안=하재원 기자