기본 콘텐츠로 건너뛰기

곰팡이를 이용한 자가 치유 콘크리트




 콘크리트는 현대 문명을 지탱하는 물질이라고 해도 과언이 아닐 만큼 많은 건축물에 사용되고 있습니다. 하지만 매우 단단하고 내구성이 좋으며 쉽게 제조가 가능한 콘크리트 역시 단점이 없는 소재는 아닙니다. 견고한 물질이긴 하지만 시간이 지나면서 균열이 가기 쉽다는 점이 대표적인 단점입니다. 작은 균열은 큰 문제가 없을 수도 있지만, 점점 균열이 커지면서 구조물이 결국 붕괴되는 문제가 생길 수도 있습니다. 


 이런 이유로 콘크리트 구조물 역시 지속적인 관리가 중요하지만, 더 좋은 방법은 아예 균열이 생기지 않도록 하거나 혹은 작은 균열은 스스로 치유되게 하는 것입니다. 자가 치유 콘크리트 (self healing concrete)는 아직 널리 사용되는 기술은 아니지만, 현재 연구가 진행 중인 기술 가운데 하나입니다. 살아있는 생물체럼 작은 균열을 스스로 치유할 수 있다면 장기간 유지 보수가 편리하고 수명이 긴 콘크리트 구조물을 만들 수 있을 것입니다.  


 그런데 뉴욕 빙엄턴 대학 (New York's Binghamton University)과 루트거 대학(Rutgers University)는 실제로 살아있는 생물을 이용한 자가 치유 콘크리트 기술을 제안했습니다. 이들이 제시한 소재는 곰팡이(fungus)인 Trichoderma reesei 입니다. 물론 곰팡이로 콘크리트를 제조하는 것은 아니고 약간의 곰팡이 포자를 콘크리트에 섞는 방식입니다. 


 이 곰팡이는 포자(spore) 형태로 오랜 시간 콘크리트 내부에서 광물처럼 생존할 수 있습니다. 그러다가 균열을 타고 산소와 물이 공급되면 깨어나게 됩니다. 그리고 증식을 하는데 이 과정에서 주변 물질을 이용해서 새로운 탄산 칼슘 (calcium carbonate) 구조물을 생성해 균열을 막는 원리입니다. 균열이 막혀 다시 산소와 물이 공급되지 않으면 곰팡이는 포자 상태로 돌아가게 됩니다. 


 소규모 실험실에서는 이 방법이 성공적으로 작동했다고 합니다. 우리 눈에 보이지 않는 미세한 균열을 미리 눈치채기 전에 막아 더 큰 균열로 이어지지 않게 자가 치유했다는 이야기죠. 다만 실제 환경에서 곰팡이가 과다 증식하거나 혹은 모두 사멸해서 의도하지 않은 효과가 나타날 수 있으므로 실용화 가능성 여부는 좀 더 연구가 필요해 보입니다. 


 아무튼 아이디어 자체는 상당히 기발한 것 같습니다. 사실 생물을 이용한 자가 치유 콘크리트 자체는 새로운 발상은 아니라고 합니다. 탄산 칼슘 생성 박테리아 등 다른 미생물을 이용한 시도도 진행 중이어서 실제로 생물학적인 방법을 이용한 자가 치유 콘크리트가 등장할 수 있을지 결과가 주목됩니다. 


 참고 



댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...