'슈퍼우드'는 강철보다 10배 더 내구성이 뛰어나지만 6배 가볍습니다.

미국의 한 회사가 건설 산업 전체를 바꾸고 친환경 자재의 새로운 시대를 열 수 있는 "슈퍼우드"를 출시했습니다.

메릴랜드에 본사를 둔 InventWood는 내구성이 뛰어난 "슈퍼우드" 소재를 개발했습니다. 사진: CNN.

미국의 한 회사가 강철보다 강도 대 중량 비율이 10배 더 높으면서도 무게는 최대 6배 가벼운 새로운 유형의 목재를 개발했습니다.

"슈퍼우드"라는 이름의 이 제품은 재료 과학자 량빙 후가 공동 창립한 회사인 인벤트우드에서 막 상업적으로 출시되었습니다.

10여 년 전, 후는 인류 역사상 가장 오래된 건축 자재 중 하나를 재정의하기 위한 탐구를 시작했습니다. 현재 예일대 교수로 재직 중인 후는 메릴랜드 대학교 재료 혁신 센터에서 근무하면서 목재를 창의적으로 재구성하는 방법을 발견했습니다.

그는 나무의 색깔과 강도를 결정하는 리그닌을 제거하여 투명하게 만들기까지 했습니다. 하지만 그의 진짜 목표는 식물 섬유의 주성분이자 지구상에서 가장 흔한 바이오폴리머인 셀룰로스를 기반으로 나무를 강화하는 것입니다.

2017년에 후 씨가 최초로 화학 처리를 통해 셀룰로스를 강화하여 천연 목재를 건축 자재로 개선하면서 획기적인 발전이 이루어졌습니다.

이 공정은 목재를 선택적 화학 용액에 넣고 끓인 후 세포 수준에서 열간 압착하여 훨씬 더 밀도를 높이는 과정을 포함합니다. 네이처(Nature)에 발표된 연구에 따르면, 일주일 후 대부분의 금속 및 구조용 합금보다 강도 대 중량 비율이 더 높은 목재가 탄생합니다.

수년간의 개선과 140개가 넘는 특허를 거쳐 후 씨는 이제 슈퍼우드를 시장에 내놓았습니다. InventWood의 CEO 알렉스 라우는 "화학적으로나 실질적으로는 여전히 목재입니다."라고 말합니다. "하지만 건설 분야에서는 건물을 최대 4배까지 가볍게 만들고, 내진성을 높이며, 기초 하중을 줄여 건설을 더 빠르고 쉽게 만들어줍니다."

라우 씨는 "나무처럼 보이지만, 우리가 테스트한 모든 면에서 더 강하고 더 좋습니다."라고 덧붙였습니다.

InventWood는 현재 메릴랜드주 프레더릭 공장에서 "슈퍼우드"를 생산하고 있습니다. 제조 시간이 이제 며칠이 아닌 몇 시간으로 측정되지만, 회사가 규모를 확장하려면 아직 시간이 필요합니다.

"슈퍼우드"는 처음에는 데크나 벽 클래딩과 같은 실외용으로 사용되다가 내년에는 패널, 바닥재, 가구 등 실내용으로도 사용될 예정입니다. 라우 씨는 "사람들은 목재가 시간이 지남에 따라 변형된다고 불평하는 경우가 많습니다. 주로 금속 접합부가 휘거나 부러지기 때문입니다."라고 말했습니다. "슈퍼우드는 금속 부품, 심지어 못, 나사, 볼트까지 대체할 수 있습니다."

라우 씨는 앞으로 슈퍼우드를 사용하여 건물 전체를 건축할 수 있을 것으로 생각하지만, 더 많은 실험이 필요할 것입니다. 후 씨의 기존 연구와 마찬가지로, 슈퍼우드는 셀룰로스의 구조를 변화시키는 화학 공정으로 강화되고, 복원되지 않을 정도로 강하게 압축됩니다.

"이론적으로는 어떤 종류의 나무든 사용할 수 있습니다."라고 라우 씨는 말했다. "실제로 대나무를 포함한 19가지 종류의 나무를 시험해 보았는데, 모두 효과가 있었습니다."

InventWood에 따르면, "슈퍼우드"는 일반 목재보다 20배 강하고, 자연적으로 압축된 중공 구조 덕분에 움푹 들어간 부분에 10배 더 강합니다. 그 결과 곰팡이와 해충에 강하며, 표준 내화성 테스트에서 최고 점수를 받았습니다.

"슈퍼우드"는 현재 일반 목재보다 가격이 높고 생산 과정에서 탄소 발자국이 더 크지만, 라우 씨는 강철보다 90% 저렴하다고 주장합니다. "우리의 목표는 목재보다 저렴해지는 것이 아니라, 대량 생산에서 강철과 직접 경쟁하는 것입니다."라고 그는 말했습니다.

다른 형태의 엔지니어링 목재는 오랫동안 사용되어 왔지만, InventWood는 이것이 "슈퍼우드"처럼 분자 수준에서 변형된 목재가 아니라 단순히 적층 목재라고 강조합니다.

최근 몇 년 동안 미국에서는 목조 건축이 다시 활기를 띠고 있습니다. 세계 에서 가장 높은 목조 타워(87m 높이의 Ascent MKE)가 있는 밀워키 시는 최근 183m 높이의 목조 타워 건설 계획을 발표했습니다.

엔지니어링 목재는 이제 강철과 콘크리트와 경쟁하고 있습니다. 가장 큰 장벽은 보수적이고 변화에 둔감한 건설 업계입니다. "목조 건축이 더 많이 이루어지려면 더 나은 교육 , 시범 사업, 그리고 적절한 규제 체계가 필요합니다. 하지만 슈퍼우드와 같은 견고한 자재는 현대 목조 건축의 새로운 가능성을 열어줄 것입니다."라고 그는 말했습니다.

건축에서 강철과 경쟁할 가능성이 있는 슈퍼 목재의 클로즈업.

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원본 게시물 링크 링크 복사

https://www.wsj.com/tech/inventwood-superwood-material-engineered-wood-f7f558e9

출처: https://khoahocdoisong.vn/sieu-go-ben-gap-10-nhung-lai-nhe-gap-6-lan-thep-post2149060932.html