금속보다 단단한 '슈퍼우드' 시중에 판매

슈퍼우드는 내구성이 매우 뛰어난 목재입니다. 사진: InventWood .

미국 기업 인벤트우드(InventWood)는 강철보다 강도 대 중량비가 10배 높으면서도 6배 가벼운 새로운 종류의 목재를 개발했습니다. 슈퍼우드(Superwood)라는 이름의 이 목재는 재료 과학자 량빙 후(Liangbing Hu)의 아이디어에서 탄생했습니다.

수년간의 공정 개선과 140개 이상의 특허 출원 끝에 슈퍼우드가 시장에 출시되었습니다. 슈퍼우드는 건축 자재 시장에서 콘크리트와 강철을 대체하여 탄소 배출량을 크게 줄이는 데 기여할 것입니다.

화학적 아이디어에서 예상치 못한 결과

10여 년 전, 후는 메릴랜드 대학교 재료 혁신 센터에서 근무하면서 목재를 재구성하는 혁신적인 방법을 발견했습니다. 그는 목재의 색깔과 강도의 핵심 성분인 리그닌을 일부 제거하여 목재를 투명하게 만들기까지 했습니다.

후의 진짜 목표는 목재를 더 강하게 만드는 것이었습니다. 2017년, 그는 식물 섬유의 주성분인 천연 셀룰로스를 화학적으로 개량하여 목재를 우수한 건축 자재로 만드는 방식으로 이 목표를 처음으로 달성했습니다.

나무를 먼저 물과 특정 화학물질을 섞은 용액에 넣고 끓인 후, 열압착하여 세포 수준에서 구조를 붕괴시킵니다. 네이처 (Nature) 저널에 발표된 연구에 따르면, 일주일에 걸친 이 공정을 통해 "대부분의 금속 및 구조용 합금보다 높은" 강도 대 중량비를 가진 나무가 탄생합니다.

슈퍼우드 생산 공정. 사진: InventWood.

InventWood의 CEO인 알렉스 라우에 따르면, 실제로는 목재이며, 현재보다 4배 가벼운 구조물을 만드는 데 도움이 될 수 있다고 합니다. 또한, 이 소재는 내진성을 높이고 기초 하중을 줄여 건설 과정을 단축하고 간소화하는 데에도 도움이 됩니다.

셀룰로스의 기본 구조를 바꾸는 과정은 어떤 종류의 나무에도 적용될 수 있습니다. 라우는 "실제로 대나무뿐만 아니라 19가지 종류의 나무에 대해서도 이 방법을 테스트했는데, 모두 효과가 있었습니다."라고 말했습니다.

슈퍼우드는 일반 목재보다 최대 20배 강하고 움푹 들어간 부분에 대한 저항성이 최대 10배 더 뛰어납니다. 단단하게 압축된 천연 다공성 구조 덕분에 곰팡이와 곤충에 대한 저항성이 뛰어나며, 표준 내화 시험에서 최고 등급을 획득했습니다.

건설에 목재를 사용하는 추세

목재는 오랫동안 건축 자재로 사용되어 왔지만, 이전에는 접착 방식으로만 사용되었습니다. 최근 몇 년 동안 목재는 고층 빌딩에도 널리 사용되고 있습니다. 세계에서 가장 높은 목조 타워(87m)가 있는 밀워키 시는 최근 두 배 이상 높은 타워 건설 계획을 발표했습니다.

오늘날 콘크리트 생산량은 감소했지만, 여전히 가장 널리 사용되는 건축 자재입니다. 콘크리트 생산은 전 세계 탄소 배출량의 최대 7%를 차지합니다.

슈퍼우드는 일반 목재보다 20배 더 내구성이 뛰어납니다. 사진: InventWood.

뉴사우스웨일스 대학교 건축학과 교수이자 건축환경학과장인 필립 올드필드는 목재는 생산 과정에서 에너지 소모가 적고, 목재 내부의 바이오매스는 광합성을 통해 이산화탄소를 저장한다고 말했습니다. 올드필드는 "목재로 건축하면 도시가 건물 내 탄소 배출량을 장기간 고정하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 말했습니다.

목재는 강철이나 콘크리트에 버금가는 내구성을 가지고 있음에도 불구하고, 기업들은 아직 건설 현장에서 목재를 본격적으로 활용하지 못하고 있습니다. 올드필드 씨는 목재 산업이 본질적으로 위험을 회피하고 변화에 둔감하다고 설명합니다.

그는 목재를 건설에 더 널리 사용하기 위해서는 교육 개선, 시범 사업, 그리고 규제 체계가 필요하다고 말했습니다. 슈퍼우드처럼 내구성이 더 뛰어난 목재는 유익할 수 있으며, 앞으로 목재 사용량을 늘리는 데 도움이 될 수 있습니다.

InventWood의 메릴랜드 공장은 생산 시간을 하루 몇 시간으로 단축했지만, Lau는 규모 확장에는 여전히 시간이 걸릴 것이라고 말했습니다. 회사는 초기에는 바닥재와 벽 패널과 같은 실외용 제품에 집중한 후, 내년쯤에는 실내 벽 패널, 바닥재, 가구와 같은 실내용 제품으로 확장할 계획입니다.

출처: https://znews.vn/sieu-go-cung-hon-kim-loai-duoc-ban-ra-thi-truong-post1594149.html