인하대학교(총장 조명우)는 기계공학과 강태준 교수와 첨단재료연구실 소속 신길용 박사과정생이 매우 민감하면서도 저렴한 신개념 온도계를 개발했다고 30일 밝혔다.
연구결과를 담은 논문은 미국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤 인터페이스(ACS Applied Materials and Interfaces)’ 13권(50호)의 표지논문으로 선정됐다.
연구팀은 적혈염·황혈염(p-type) 그리고 염화철(II/III)(n-type) 산화-환원 반응의 온도 민감성을 활용한 전해질 기반의 신개념 이온성 열전대를 제안했다. 제작된 이온성 열전대는 기존 금속 및 반도체 기반의 열전대보다 70배 높은 온도 민감성을 보였으며, 소재 가격은 10분의1 수준으로 낮아졌다.
열전효과를 이용한 기존 열전대는 서로 다른 종류의 금속선을 연결했을 때 양쪽의 접점 부위에서 발생하는 온도차를 이용해 온도를 측정한다. 가격이 저렴한 편이고 측정할 수 있는 온도 범위도 넓어 산업설비는 물론 가전제품에도 많이 쓰인다. 하지만 온도 민감성이 낮아 정밀한 측정이 어려워 신약개발, 정밀농업, 군사 및 IoT 등 0.1도 이하의 매우 세밀한 온도 측정이 요구되는 산업 분야에 활용되기에는 부족한 단점이 있었다.
신개념 열전대는 우수한 성능과 가격 경쟁력을 바탕으로 온도 측정의 새로운 원천기술을 제공할 것으로 기대된다. 또한 식료품, 백신 등 저온 유통 과정에서의 온도 변화를 정밀하게 기록할 수 있는 기술로서 활용될 가능성도 제시됐다.
강태준 기계공학과 교수는 “온도는 물질에 존재하는 열의 강도를 정의하고 열적 상태를 나타내는 기본 물리량으로, 본 연구를 통해 온도를 정확하게 측정할 수 있는 새로운 원천기술을 제시했다”며, “신약개발, 정밀농업 등 다양한 신산업에 응용될 수 있다는 데 큰 의미가 있다”고 말했다.
한편 이번 연구는 2021년도 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행됐다.
인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr
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