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투명 목재가 환경을 위한 대안이 될 수 있을까?

건축 소재로 유리, 철을 대체할 수 있는 투명한 목재 소재가 발명되었고 이 목재 소재는 단열 기능도 갖고 있어 많은 기대를 받고 있다. 하지만 과거에도 새로운 건축 소재를 발명하는 시도가 많이 있었고 목재 소재는 온실가스를 줄이고 재사용할 수 있도록 해야 한다는 주장도 있다.  2019년 4월 3일 가디언 지 보도이다.

 

유리와 철을 사용하는 건축 시대에 목재는 구식처럼 보일 수 있다. 그러나 연구자들은 목재가 튼튼할 뿐 아니라 투명하고 열을 보존하고 방출하는 소재가 될 수 있다고 말한다.

연구진은 목재에 새로운 변형을 가해 에너지 효율이 높은 주택 건설에 사용할 수 있도록 하였고 플라스틱, 유리, 심지어 시멘트를 대체할 수 있도록 자연 분해성이 높은 친환경 소재로 개발되기를 기대하고 있다.

"우리는 빛을 잘 전달하고 열도 보존할 수 있는 다 기능적인 소재를 만들어 이 두 기능을 하나의 소재로 결합했습니다." 스톡홀름 KTH 왕립기술연구소의 셀린 몬타나리는 미국 올랜도 화학협회 전국 모임에서 이 소재를 발표할 예정이다.

이 소재를 생산하기 위해 연구진은 이전에 만들었던 발사 목재에서 나무에 강도와 색상을 담당하는 성분인 리그닌을 없앴다. 그리고 자연분해 되지 않으면서 발수성 성질을 가진 아크릴을 리그닌이 제거된 작은 구멍과 나무에서 물을 운반하는 물관에 채웠다. 이러한 과정은 나무조직이 유지되는 데 도움이 될 뿐 아니라 나무의 강도를 복원시키고 광학적인 특성을 향상시키는 데 도움이 된다. 그 결과물로 반투명의 나무 기반의 소재가 만들어졌다.

최근 연구에서 아크릴은 나무에 잘 스며드는 폴리에틸렌 글리콜이라는 물질과 혼합되었다. 결정적으로 폴리에틸렌 글리콜은 가열되면 에너지를 흡수해서 녹아버리지만 온도가 떨어지면 딱딱해지고 에너지를 방출하는 특징을 가지고 있다. 연구진들은 가열되면 반투명에서 투명으로 변하는 특징을 가진 목재 소재가 낮에 태양의 열을 흡수하고 나중에 건물 내부에 열을 발산할 수 있기 때문에 건물을 더 에너지 효율적으로 만드는데 사용될 수 있다고 말한다.

몬타나리 연구원은 "이 투명한 목재 소재에 100g의 폴리에틸렌 글리콜을 넣으면 2시간 동안 1W의 전구를 켤 수 있는 8천 J에 달하는 열을 흡수할 수 있다."고 전하며 다른 온도에서 녹는 폴리에틸렌의 특징을 이용해 연구진은 투명 목재를 각각의 용도에 맞게 변형시킬 수 있다고 말한다.

에너지 소비를 줄이기 위해 새로운 형태의 단열재를 다양하게 적용해 보는 건축업계에서 이런 방식으로 열을 보존하고 방출할 수 있는 물질을 포함하는 소재를 활용하는 시도가 새로운 아이디어는 아니다. 그러나 연구진들은 이산화탄소를 배출 하는 석유 기반 소재의 사용을 줄일 수 있는 목재와 같은 천연재료를 사용하는 자신들의 시도는 다른 것이라고 말한다.

한편, 몬타나리는 아크릴을 자연분해 소재로 대체하고 소재의 생산성을 높이며, 유리와 투명목재가 어떻게 비교되는지 알아보기 위한 컴퓨터 모델링 작업 등 할 일이 아직 많이 남아있다고 한다.

이번 연구에 참여하지 않은 마크 미오도닉 런던칼리지 소재학 교수는 환경적으로 볼 때 목재는 지속가능한 소재가 아니라고 말하며 자연분해 성질을 가진 소재를 생산하지 말라고 경고한다.

"자연분해 성질이 없더라도 재사용이 가능하며 온실가스를 흡수할 수 있는 건축 소재가 필요합니다. 즉 모듈식 건축방식에서 철을 다시 사용할 수 있는 것처럼 새로운 형태의 목재 소재는 건물에서 회수되어 다른 건축에 쓰일 수 있어야 합니다."

미오도닉교수는 목재 소재가 문제 해결책처럼 보일 수도 있지만, 과거에도 그러한 시도로 만들어진 것은 많았다고 덧붙였다.

 

이지영 인턴기자  luxjin@sjournal.kr

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