그래핀 강화 콘크리트 - Concretene

 (University of Manchester researchers Craig Dawson, Happiness Ijije and Lisa Scullion onsite as workers tend to the world's first graphene-enhanced concrete slab in the background. Credit:  University of Manchester/Nationwide Engineering)

(A slab has been poured for a new gym building in England using graphene-enhanced concrete in a world first. Credit: University of Manchester/Nationwide Engineering)

 세계 최초의 그래핀 강화 콘크리트 건물이 영국에서 건설되고 있습니다. 맨체스터 대학이 개발하고 관련 스타트업인 네이션와이드 엔지니어링(Nationwide Engineering)이 상업화한 이 그래핀 강화 콘크리트는 기존의 콘트리트보다 30%나 강도가 강한 것이 특징입니다.

  콘크리틴 (Concretene)이라고 명명된 그래핀 강화 콘크리트는 사실 기존의 콘크리트와 외형상 크게 다르지 않으며 제조법 역시 마찬가지입니다. 가장 큰 차이는 물과 시멘트 등을 반죽한 후 소량의 그래핀을 섞는다는 것입니다. 연구팀은 새로 지어지는 체육관의 슬라브 (slab)에 콘크리틴을 부어 양생했습니다. (사진) 

 그래핀은 강도가 매우 강한 특성을 지니고 있으나 대개 가루 같은 파우더 형태라 그 자체로는 건물을 지을 수 없습니다. 하지만 콘크리트 입자와 결합한 그래핀은 입자 사이를 단단하게 결합시켜 매우 튼튼한 구조물을 만들 수 있습니다. 문제는 가격인데, 연구팀의 주장으로는 추가되는 비용은 5%에 지나지 않습니다. 

 비용 부분은 더 검증이 필요하겠지만, 강도가 30%나 강해진다는 것은 분명 큰 이점입니다. 더 강한 강도를 지니고 있다면 콘크리트 사용량을 줄일 수 있습니다. 이는 콘크리트 자체 비용 절감은 물론 건축물 무게 감소로 이어져 철근이나 H 빔 등 다른 건축 소재 무게도 줄일 수 있습니다. 따라서 전체적으로 10-20% 정도 비용을 줄일 수 있다는 것이 연구팀의 주장입니다. 

 또 다른 큰 장점은 콘크리트 사용량을 줄여 이산화탄소 배출을 줄일 수 있다는 것입니다. 시멘트 산업은 전 세계 이산화탄소 배출의 8%를 차지하고 있으며 이를 줄이기 위한 노력에도 불구하고 제조 공정의 특징상 크게 줄이기 어려운 상태입니다. 콘크리틴은 기존 생산 과정을 크게 바꾸지 않고 첨가제 하나로 사용량을 줄여 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. 

 다만 한 번 지으면 50-100년도 가는 콘크리트 건물의 특징을 감안할 때 실제 콘크리틴의 내구성과 강도는 장시간 테스트가 필요합니다. 지금 지어진 초기 콘크리틴의 효과가 장기간 입증된다면 콘크리틴이 21세기 건축의 새로운 역사를 쓸 가능성도 있습니다. 

 참고 

https://newatlas.com/materials/worlds-first-graphene-enhanced-concrete-slab/