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싱가포르 국립 대학교(NUS) 연구팀은 피부에서 땀을 증발시키고 땀에서 수분을 흡수하는 데 매우 효과적인 새로운 박막을 개발함. 또한 땀의 수분을 작은 웨어러블 기기에 전력을 공급하는 데 사용할 수있는 에너지로 변환함으로써 한 걸음 더 나아감.

새로운 박막의 주성분은 두 가지 흡습성 화학물질인 염화 코발트와 에탄올 아민임. 이 박막은 수분을 매우 잘 흡수할 뿐만 아니라 햇빛에 노출되면 빠르게 수분을 방출할 수 있으며 '재생'하여 100회 이상 재사용할 수 있음.

흡수된 땀을 최대한 활용하기 위해 연구팀은 새로운 박막을 전해질로 사용하여 8개의 전기 화학 셀 (EC)로 구성된 웨어러블 에너지 하베스팅 장치를 설계함. 각 EC는 수분 흡수 시 약 0.57 볼트의 전기를 생성할 수 있으며, 장치에 의해 모아진 전체 에너지는 발광 다이오드에 전력을 공급하기에 충분함. 이는 사람의 땀을 사용하여 구동되는 배터리 없는 웨어러블의 잠재력을 보여줌.

제올라이트 및 실리카겔과 같은 기존의 흡습성 물질은 수분 흡수율이 낮고 고체 구조가 부피가 커서 땀 증발로 인한 수분 흡수에 적합하지 않음. 이에 비해 본 연구팀이 개발한 새로운 수분 흡수 박막은 기존 소재보다 15배 더 많은 수분을 흡수하고 이를 6배 더 빠르게 증발시킴. 또한 수분 흡수에 따라 파란색에서 보라색으로, 마지막으로 분홍색으로 변하는 색상도 보여줌. 이 기능은 수분 흡수 정도를 나타내는 지표로 사용할 수 있음.

연구팀은 이 박막을 통기성 및 방수 PTFE (폴리 테트라 플루오로 에틸렌) 멤브레인으로 패키징함. 이 멤브레인은 유연하고 의류에 일반적으로 사용되며, 겨드랑이 패드, 신발 안감 및 신발 깔창에 수분 흡수 박막을 ​적용시켜 성공적으로 시연함.

연구팀은 이제 기업과 협력하여 개발된 박막을 소비자 제품으로 상용화하기를 기대함.

본 연구는 Nano Energy ("Super-hygroscopic film for wearables with dual functions of expediting sweat evaporation and energy harvesting")에 게재됨.