손목시계처럼 착용하는 히터 나온다 (연구)

[사진=게티이미지뱅크]

갑작스럽게 날씨가 쌀쌀해졌다. 기온이 더 내려가면 핫팩을 찾는 이들도 늘어날 것이다. 잠시 쓰고 버리는 핫팩 대신 손목 시계처럼 착용할 수 있는 히터가 등장할 날이 멀지 않은 듯 하다.

태국과 한국 과학자들이 참여한 연구팀은 웨어러블 전자 히터에 사용할 수 있는 전도성과 내구성이 있는 실을 개발했다. 이 히터는 재사용할 수 있고 온기를 제공한다.

옷감 속에 발열체를 장착한 경량 웨어러블 히터는 이전에도 선보였지만 이들 제품은 뜨겁고 딱딱한 전선이나 실을 사용해 안전하게 세탁할 수 없었다. 새로운 연구에서는 옷감과 실을 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)와 폴리(4-스티레네술폰산)로 처리했다. 유연한 코팅으로 소재를 따뜻하게 유지하고 세탁 후 원형을 유지할 수 있었다. 하지만 전도성이 부족했고, 보다 전도성을 높이기 위해 첨가된 화합물은 피부를 자극할 수 있었다. 그래서 연구팀은 원단에 바느질 했을 때 안전한 작동 전압으로 열을 분산시킬 수 있도록 폴리머 코팅을 개선했다.

첫 단계로, 연구팀은 폴리머 코팅된 면사를 피부에 자극적이지 않은 에틸렌 글리콜에 담갔다. 이 소재에 전압을 가하자 따뜻해졌다. 이어 연구팀은 처리된 실을 물로 반복해서 세탁하거나, 혹은 세제로 한 번 세탁을 했다. 양쪽 모두 전도성 손실이 약간 나타났지만, 이 손실은 에틸렌 글리콜 처리를 안한 것보다 현저히 낮다는 것을 발견했다.

마지막으로 이 실로 천을 바느질했다. 히터를 전원 공급 장치에 연결해 손목에 부착하자 손목밴드 히터의 열 분포가 일정하게 이뤄졌다. 연구팀은 손목밴드의 휴대성을 높이기 위해 배터리로 구동될 수도 있다고 말한다.

이 연구는 미국화학학회가 발행하는 《ACS 응용재료와 인터페이스》에 발표됐다. 원제는 'Wash-Durable Conductive Yarn with Ethylene Glycol-Treated PEDOT:PSS for Wearable Electric Heaters'.

이보현 기자 (together@kormedi.com)