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Polymer(Korea), Vol.43, No.1, 144-150, January, 2019
DOI10.7317/pk.2019.43.1.144  Export Citation
온도감응성 하이드로젤과 은 나노패턴 기판으로 구성된 유연한 태양광 차단용 스마트 필름의 투광도 특성 연구
Flexible Adaptive Solar Control Smart-films Comprising Thermo-responsive Hydrogels with Silver Naopatterned Substrates
김도완, 윤진환†
  • 부산대학교 일반대학원 화학교육과, 화학소재학과, 플라스틱정보및에너지소재연구소
Dowan Kim, and Jinhwan Yoon†
  • Department of Chemistry Education, Graduate Department of Chemical Materials, and Institute for Plastic Information and Energy Materials, Pusan National University, 2 Busandaehak-ro 63 beon-gil, Geumjeong-gu, Busan 46241, Korea
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초록
스마트 필름 또는 스마트 윈도우와 같은 투광도 조절 창호 기술은 실내로 유입되는 태양광의 양을 효과적으로 차단하여 여름철 과도한 태양광 유입으로 인한 실내 온도 상승을 억제할 수 있고, 이로 인해 냉방비 절감 효과를 기대할 수 있다. 하지만, 기존의 유리기반 스마트 윈도우는 설치 시 기존 창호를 제거한 후 시공하여야 하고 굴곡이나 특수형태의 창호를 제작하기 어려운 단점이 있다. 반면, 스마트 필름은 기존 창호 위에 덧붙이는 시공이 가능하여 시공비를 대폭 절감할 수 있는 이점이 있다. 본 연구에서는 온도감응성 하이드로젤과 은 나노패턴 필름을 이용하여 외부 온도 및 전기에너지에 감응하는 하이브리드 스마트 필름을 제작하였다. 두 장의 필름 사이에 온도감 응성 하이드로젤 전구체를 주입한 후 중합하는 방법을 통해 제작하였고, 제작된 스마트 필름을 구성하는 은 나노패턴 필름이 전류 공급 시 발열하여 온도감응성 하이드로젤의 상전이 유도하는 원리를 이용하였다. 이때, 상전이 된 하이드로젤은 필름을 통과하는 빛을 산란시켜 투광도를 효과적으로 조절할 수 있게 된다. 본 연구를 통하여 형태를 자유롭게 조절할 수 있는 스마트 필름을 제작하고 이의 투광도 조절 특성을 관찰하여 태양광 조절 목적의 창호로의 활용 가능성을 확인하였다.
Smart windows adaptively screen the sunlight that enters into the room, thereby reducing the cooling cost by restraining the increase of room temperature. Traditional glass-based smart windows have been extensively studied, but it is difficult to manufacture the curved or flexible glazings. In this study, we developed a film-type hybrid smart windows that can show the tansmittance change in response to both external temperature and electric energy, which is achieved by using the thermosensitive hydrogel and transparent silver nanopatterned film. The thermosensitive hydrogel was injected in the space between the films, and the optical transition from transparent to opaque state can be induced by the phase transition of the thermosensitive hydrogel. We found that the silver nanopatterned films effectively generated the heat by the Joule-heating mechasim, leading the phase transition of the hydrogels. Consequently, the aggregated hydrogel chain scattered the light passing through the film, reducing the optical transmittance.
Keywords:smart films;solar control;thermotropic hydrogels;silver nanopatterned substrates;flexible smart windows
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