간사이대학화학생명공학부 미야다 타카시 교수의 연구그룹과 샤프 주식회사 건강·환경시스템 사업본부는 대기 중의 습기(기체상태)를 흡수하고 약간 온도 상승시키는 것만으로 물(액체상태)으로 변화 시킬 수 있는 스마트 젤 개발에 성공했다.
고분자 겔은 식품이나 종이 기저귀, 콘택트 렌즈 등 몸 주위에 이용되고 있는 재료이다.이러한 겔 중에서도 온도나 pH 등의 외부 환경의 변화에 응답하여 체적을 변화시키는 자극 응답성 겔(스마트 겔)이 주목받고 있다.스마트 겔은 보통 수중이나 습윤 상태로 이용되고 있어, 건조 상태에서의 스마트 겔의 응용에 관한 연구예는 거의 없었다.
따라서 그룹은 흡습으로 인한 약간의 온도 변화로 액체 상태의 물로 변화시키는 스마트 젤을 개발했습니다.이 스마트 겔은 실온 부근에서 습도가 비교적 높은 환경에서 잘 흡습한다. 50℃로 가온하면, 흡습한 겔 표면으로부터 액체 상태의 물이 흘러 나온다.또한, 온도 사이클의 변화에 의해, 흡습과 삼출의 반복 조작이 가능하다.
제올라이트 등의 건조제를 이용한 통상의 제습 시스템에서는, 흡습 후에 건조제를 고온에서 가열하여 재생하는 프로세스와, 그 과정에서 증발한 물을 응축하는 프로세스가 필요하고, 다량의 에너지를 소비한다 그러나 스마트 젤에서는 약간의 가온으로 습기를 액체 상태의 물로 모을 수 있기 때문에 소형 에너지 절약 시스템의 개발로 이어질 것으로 기대된다.
논문 정보:【Nature Communications】Thermo-responsive gels that absorb moisture and ooze water