버섯·나무·폐지가 단열재 된다고? [우리가 몰랐던 과학 이야기] (163)

출처=efficienthomessl.com

쌀쌀한 가을 날씨에 벌써 겨울 추위를 걱정하는 이들이 있을 텐데요. 이에 따라 단열재에 대한 관심도 높아졌습니다. 단열재는 외부로부터 열 손실이나 열의 유입을 막기 위한 건축자재인데요. 건물에서 냉·난방 에너지 소비량을 절감시키는 중요한 요소이기도 합니다. 

단열재는 성능뿐만 아니라 화재 안전성을 지니고 있어야 하는데요. 최근 친환경 건축 트렌드에 따라 버섯, 나무, 그리고 폐종이를 재활용한 기능성 단열재가 주목받고 있습니다. 오늘은 안전성과 효율적인 에너지 소비는 물론이고 환경까지 생각한 친환경 단열재에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

◆버섯 균사체로 만든 친환경 단열재

출처=courtesy of Ecovative

버섯은 얇은 실 모양의 균사체를 가지고 있습니다. 바로 이 균사체는 자기 질량의 3만배 정도 달하는 토양을 응집시킬 수 있는 힘을 지니고 있습니다. 

이러한 균사체의 접착제와 같은 능력을 이용해 친환경 단열재(사진)를 만드는 데 성공했다는데요. 바로 2007년 미국의 한 대학에서 애느타리 버섯을 이용해 유기물 단열재를 만드는 기술을 개발했습니다. 

출처=빌딩그린닷컴(buildinggreen.com)

시판 토양 개량제인 펄라이트와 밀가루, 물을 섞어 틀에 부은 뒤 애느타리 버섯 포자를 주입하고 1~2주 지나자 두께 2.5㎝의 패널이 만들어졌는데요. 

이를 건조하면 크래커 질감의 단열재(사진)가 완성됩니다. 이 버섯 단열재는 미국 국립 표준기술연구소의 검사 결과 내구성과 단열 성능, 열 저항성 등에 있어 기존 소재에 뒤지지 않았습니다. 

◆나무로 만든 목섬유 단열재

출처=산림청

2017년 산림청 산하 국립산림과학원은 원목을 잘게 빻은 뒤 얇은 섬유처럼 눌러 붙인 친환경 목섬유 단열재(사진)를 개발했다고 밝혔는데요. 

이 목섬유는 스티로폼보다 1.5배 정도 무겁지만, 불에 타도 유해물질이 배출되지 않습니다. 기능도 단열재로 사용되고 있는 스티로폼이나 우레탄과 비교해도 큰 차이가 없다고 합니다. 

출처=buettner-energy-dryer.com

목섬유 단열재는 이외에도 충격을 견디는 능력과 소음 저감, 방화 및 투습 성능, 그리고 원하는 크기로 가공이 쉽다는 장점을 지니고 있습니다.

또한 유해 가스 발생비율이 낮아 친환경 단열재 소재로 주목받고 있습니다. 

◆폐종이로 만든 셀룰로오스 단열재

출처=서비스파트너스닷컴(service-partners.com)

폐종이를 써 단열재를 만들 수 있는데요. 폐지로부터 추출한 셀룰로오스에 전분과 폴리프로핀계 수지를 혼합해 수증기로 발포하여 미세 공기층을 형성하고, 압출 성형하면 친환경 단열재가 완성됩니다. 

특히 셀룰로오스 단열재는 고밀도로 시공되어 단열 성능이 우수하고 소음을 차단하는 효과도 얻을 수 있습니다. 

출처=archiexpo.fr

또한 새집 증후군을 일으키는 유해물질을 배출하지 않으며, 환경에 해가 없는 수증기로 발포하여 제작하기 때문에 이산화탄소 배출량도 적습니다. 

국내 폐지 발생량은 2018년 기준 43만t으로, 지속적으로 증가하는 추세에 따라 재활용 능력을 초과하고 있다고 하는데요. 대부분 소각되는 폐지의 재활용률을 높일 뿐만 아니라 탄소 배출도 줄일 수 있어 친환경 단열재로 각광받고 있습니다. 

◆이산화탄소 활용한 폴리우레탄 단열재

출처=코베스트로(covestro)

폴리우레탄폼 단열재는 가장 우수한 성능을 자랑하데요. 최근 한국화학연구원이 이산화탄소(CO2)를 사용해 폴리우레탄 소재의 원료가 되는 단량체 물질인 ‘프로필렌 카보네이트’의 촉매 공정을 개발해 친환경 단열재료로 떠올랐습니다. 

지구 온난화를 유발하는 이산화탄소를 이용해 유해물질이 발생하지 않는 친환경 폴리우레탄 단열재가 곧 나올 것으로 기대를 모으고 있는데요. 폴리우레탄은 건축소재뿐만 아니라 자동차 소음을 없애는 흡음재와 차음재, 타이어, 휴대폰 등 전자제품의 충격흡수 소재로도 쓰이고 있습니다. 

한화솔루션은 폴리우레탄의 기초원료 중 TDI(톨루엔디이소시아네이트)를 생산 중이며, 폴리우레탄의 다양한 가공산업에 기여하고 있습니다. 집과 자동차, 전자제품 등 우리 생활에서 활약하고 있는 폴리우레탄과 함께 그 안에 한화솔루션 기술도 함께하고 있다는 점도 기억해주세요. 

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