선인장 모사 4D 소재 개발
한국연구재단 제공
한국연구재단은 이황 아주대 교수팀이 스마트 소재 4D 프린팅을 이용해 기온 변화에 감응해 자동으로 움직이는 건축외피(차양) 모듈을 개발했다고 29일 밝혔다.
선인장은 빛과 습도에 따라 잎과 줄기에 있는 기공을 여닫으며 생존한다. 연구팀은 이런 선인장의 기공 개폐방식에 착안해 복원력이 높은 니켈-티타늄 합급 와이어와 변형이 자유로운 형상기억 고분자를 결합해 합성 모듈을 만들었다. 이 모듈은 변형률을 20% 수준을 높이면서 외부의 힘 없이 스스로 회복과 변형을 반복할 수 있다.
연구팀은 이 모듈이 고온에서 부드럽게 펼쳐져 열과 햇빛을 차단하고, 쾌적한 온도에서는 자동으로 다시 열려 바람과 빛을 받아들이는 방식으로 실내환경을 조절할 수 있게 구현했다. 또한 시간에 따라 변형이 가능한 소재를 프린팅하는 4D 프린팅을 이용해 제작의 복잡성을 크게 낮추고, 다양한 형태의 움직이는 외장 모듈을 저비용으로 제작하는 데 성공했다.
이황 아주대 교수는 "건물의 창호나 외벽 등이 온도에 따라 저절로 열리고 닫히는 방식으로 일사와 환기를 조절할 수 있어 도로 차폐벽이나 태양광 패널 등에 활용될 수 있다"고 말했다. 이 연구결과는 건축·건설 분야 국제 학술지 '빌딩 공학'에 최근 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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