[로이슈 전여송 기자] 한국연구재단은 한국기술교육대학교 배진우 교수 연구팀이 극한 환경에서도 안정적으로 작동하는 저전압 구동 신축성 투명 히터를 개발했다고 4일 밝혔다.

이번에 개발된 히터는 고투명·고신축성·비휘발성 이오노겔 전극과 고유전율 유전층을 활용한 것이 특징이다. 연구팀은 비휘발성 이온성 액체를 포함한 이오노겔 전극과 유전층을 공유 결합 방식으로 설계해 신축성, 투명도, 환경 안정성을 동시에 구현했다.

최근 스마트 기기와 웨어러블 전자기기 수요가 증가하면서 신축성과 투명성을 모두 갖춘 히터 기술의 중요성이 커지고 있다. 기존 수계 기반 하이드로겔 전극 히터는 투명성과 신축성은 확보했으나, 고온다습 또는 저온저습 환경에서 수분 증발과 흡수로 성능이 급격히 저하되는 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 히터는 200V 전압에서 80도까지 도달하며, 기존 하이드로겔 전극 기반 히터 대비 약 80%의 전압 절감 효과를 보였다. 또한 100V의 비교적 낮은 전압에서도 40도까지 상승해 온열 치료용 웨어러블 히터로의 활용 가능성을 확인했다.

특히 4도에서 80도에 이르는 온도 범위와 상대습도 10%에서 80%에 달하는 가혹한 환경 조건에서도 안정적인 성능을 유지한 점이 확인됐다. 이는 극한 조건에서 성능 저하가 두드러졌던 기존 하이드로겔 전극 히터와 대비되는 결과다.

연구팀은 주변 온도가 설정된 목표 온도 이하로 떨어질 경우 히터가 자동으로 작동하는 자율 열 관리 시스템도 함께 구현했다. 해당 기술은 웨어러블 히터를 비롯해 스마트 온실, 차량 유리 성에 방지 시스템 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 보고 있다.

배진우 교수는 “이번 연구는 기존 하이드로겔 전극이 가진 환경 안정성 한계를 이오노겔 기반으로 극복했다는 데 의미가 있다”며 “유전층 성능을 개선해 구동 전압을 추가로 낮추면 웨어러블 디바이스 등 실생활 적용 범위가 더욱 확대될 것”이라고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr