中연구진, 체온을 전기로 바꾸는 고무 밴드 개발…세계 최초

기존 열전소재와 달라...늘어나도 전기 전도도 유지돼

웨어러블기기 충전 등에 활용 기대

[사진=베이징대학교 재료과학 및 공학대학원 로고] 

중국 과학자들이 체온을 전기로 바꾸는 고무 밴드를 세계 최초로 개발했다.

1일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 베이징대 연구팀은 스마트워치 등 웨어러블 기기의 자동 충전을 가능하게 해주는 체온을 전기로 바꾸는 고무 밴드 소재를 개발했다. 일반적인 체온 섭씨 27도와 주변 온도 20~30도 간 온도차를 활용해 전기 에너지로 변환하는 원리로 이 소재의 핵심은 전기 전도도를 높게 유지하면서 신축성을 끌어올린 것이다.  

이같은 열전 소재는 이미 지난 수년 동안 활용되어 왔다. 예를 들어 심해 탐사선은 태양 에너지가 부족할 때 방사성 동위원소가 붕괴되면서 만들어 내는 열을 전기에너지로 변환하는 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)에 의존하여 전력을 공급한다. 하지만 이는 돌처럼 단단한 무기 재료이거나, 부드러워도 늘어났을 때 성능이 떨어지는 유기 재료다. 반면 중국 연구팀이 이번에 개발한 고무 밴드 소재는 원래 길이의 850% 이상으로 늘어나며 150%까지 늘어났을 때는 원래 형태의 90% 이상을 회복한다. 이는 천연 고무와 비슷한 수준이다.

베이징대 연구팀은 지난달 심사평가를 마친 국제 학술지 네이처에 게재된 논문을 통해 “지금까지 보고된 열전 소재는 모두 유연성만 실현했고 탄력성은 없었다”면서 우리는 세계 최초로 열전 고무의 개념을 제시했다고 설명했다. 

논문 저자인 레이팅 베이징 대학교 재료 과학 및 공학대학원 부학장에 따르면 이론적으로 해당 소재가 분해되거나 추가적인 손상을 입지 않는한 무기한으로 전력을 공급할 수 있다. 연구팀은 향후 스마트워치 등 웨어러블 기기는 물론 의류, 의료 등 여러 분야에서 다방면으로 이 기술을 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

SCMP는 "웨어러블 기기는 현재 크기가 큰 배터리를 장착해야 하고 잦은 충전이 요구된다"면서 "이번 연구 결과가 실현되면 충전이 필요 없는 간편하며 지속적인 전원 공급이 가능할 것으로 보인다"고 말했다.