해외과학 기술 동향/느낌이 좋은 창문용 유리
2012년 07월 15일
 
일광은 우리 몸의 시계와 같이 작동하여 뇌를 자극한다. 프라운호퍼 실험실의 연구원들은 산업체 파트너들과 함께 이 지식을 활용하여 빛을 보다 더 잘 통하게 하는 유리판용 코팅을 개발하고 있다. 이 코팅은 무엇보다도 호르몬 균형을 지배하는 광 파장을 가진 유리를 통과할 수 있게 자극한다. 대부분의 사람들은 바람이 잘 통하고 빛이 많이 들어오는 집에 사는 것을 좋아한다. 어느 누구도 어둡고 지저분한 방에서 많은 시간을 보내기를 원하지 않는다. 일광은 우리에게 에너지를 주고 웰빙 감각에 대한 주요한 영향을 주게 되므로 이는 놀라운 일이 아니다.

이는 분위기를 보다 상승시키지만 많은 사람들이 이렇게 유리창이 많은 집에 살만큼 행운을 가진 것은 아니며 또한 우리가 매일 많은 시간을 보내게 되는 사무실이 항상 밝고 상쾌한 분위기를 가지고 있는 것은 아니다. 사무실과 주택에 사용되는 현대의 단열 및 태양 보호 유리는 이러한 조건을 더 좋게 만들지는 못한다. 이는 통과해 들어오는 태양광이 호르몬 균형을 지배하는데 최적의 조건은 아니며 대신에 스펙트럼의 효율적인 부분에서 분명하게 인지할 수 있는 고유의 태양광 퍼센트를 반사하기 때문이다.

태양광에 대해 전체적으로 보다 투광성이 우수한 반사코팅 방지 유리는 광촉매 모듈을 위한 유리 덮개 혹은 가게 윈도우의 유리와 같은 어떤 특별한 응용분야에 사용된다. 이러한 종류의 유리를 사용하는 목적은 성가신 반사를 피하고 태양광의 반사 파장에서 최대 광 투과를 얻기 위해서이다. 이는 인간의 망막이 빛에 가장 민감한 파장이다.

“그러나 우리의 바이오리듬은 방을 가장 밝게 하는 파장에 의해서 영향을 받는 것이 아니라 파란 빛에 의해 보다 영향을 받는다.”라고 Wurzburg에에 있는 프라운호퍼 실리케이트 연구 ISC실험실의 대학원생인 Walther Glaubitt는 말한다. 이는 연구진들이 스펙트럼의 파란 부분의 빛을 특별히 통과하도록 디자인한 유리를 개발하는 이유이다.

비밀은 특별하고 장기적으로 견디며 단지 0.1 마이크로미터의 두께를 가진 무기 코팅을 거의 인지할 수 없는데 있다. “어느 누구도 이전에는 이와 같은 유리를 제조하지 못했다. 이는 여러분들이 영원히 유리창이 열려있다고 느끼게 해준다.”라고 Glaubitt는 말한다. 파란 광이 가장 강하게 영향을 주는 정확한 부분인 450-500 나노미터의 파장에서 최고 투과도를 보이는 느낌을 이 유리가 주는 이유이다.

광 스펙트럼의 파란 부분이 우리의 웰빙 감각에 이러한 영향을 주는 것인가? “사람의 망막을 시상하부에 연결하는 신경이 있으며 이는 자동적인 신경 시스템의 조절 중앙이다.”라고 Glaubitt 연구동료인 Jorn Probst 박사는 말한다. 특별한 수용기가 파란 빛에 민감한 신경 연결의 말단에 있으며 파란 빛을 밝고 어두운 신호들로 전화하고 이들을 우리의 생리학적인 시계로서 작동하는 뇌의 영역에 전달한다.

여기에서 이들 신호들이 촉진하는 것 중의 하나는 멜라토닌의 수준을 조절하는 것이다. 빛의 부족은 멜라토닌을 높은 수준으로 이끌고 이는 절망과 다른 생리학적인 손상뿐만 아니라 수면 문제와 집중력의 부족을 가져온다. 겨울 절망이라고 알려진 계절적으로 영향을 주는 무질서는 비정상적으로 높은 멜라토닌 수준의 결과 중 하나이다. “우리가 개발한 코팅은 사람들이 보다 좋은 성능을 낼 수 있도록 느끼게 해주며 아프게 만드는 일이 생기지 않도록 해준다.”라고 Probst는 말한다.

산업체 파트너인 Centrosolar Glas GmbH &Co. KG는 이들 코팅을 유리에 적용하는 부분의 책임을 지고 있는 반면에 제품을 시장성을 가진 제품으로 만드는 부분에 책임을 지고 있는 회사인 UNIGLAS GmbH &Co. KG는 판매뿐만 아니라 남은 마감 부분에 대해서도 작업을 하고 있다. 이들 혁신적인 유리 특성을 보이는 삼층의 유리 제품을 착수할 예정이며 특허를 출원하였다. 삼층 유리를 방에 맞추는 작업은 방을 상당히 어둡게 하지만 우리의 바이오리듬에 결정적인 방법으로 방안에 들어오는 광에 영향을 주게 된다. 이는 특별히 외부에서 보내는 기회가 거의 없고 대부분의 시간을 작은 창문이 있는 실내에서 보내는 사람들에게는 사실이다.

“특별한 ISC 코팅에 의해서 얻어지는 태양 빛은 단일 유리에서 통과하는 빛과 거의 유사하다.”라고 UNIGLAS의 기술책임자인 Thomas Fiedler는 말한다. 이 유리의 및 투과는 380-580 나노미터 전체 영역에서 증가하며 이는 말하자면 웰빙에 책임이 있는 스펙트럼이다.

460 나노미터에서 유리의 광 투과도는 79%이다. 이와 비교하여 삼중 유리는 단지 이 파장을 가진 빛의 66% 만을 통과시킨다. 반면에 코팅은 창문의 단열 특성에는 거의 영향을 주지 않는다. 그러나 ISC연구원들은 이들 목표에 도달하기 위해 연구를 계속해야 한다.

“현재까지 우리는 우리가 개발한 특별한 코팅을 판 사이의 공간과 면하는 유리의 사이드 쪽에 적용하였다. 앞으로 우리는 유리의 노출된 표면에도 적용할 것이다. 달리 말하면 유리의 안쪽과 바깥쪽 모두에 적용할 것이다. 이는 우리가 460 나노미터에서 약 95%의 광 투과를 달성하게 해줄 것이다.”라고 Glaubitt는 말한다.
(자료출처: http://www.ndsl.kr/, http://www.fraunhofer.de/)
 
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