이석원 기자
메릴랜드대학 연구팀이 보통 나무판을 유리처럼 투명하게 한 뒤 유리보다 튼튼하고 뛰어난 단열 특성을 갖게 하는 기술을 발표했다. 미래에는 단열 성능에[서 유리를 대체하는 자재로 활용 가능할 것으로 기대된다.
목재는 기본적으로 식물 섬유 주성분인 셀룰로오스(cellulose)와 셀룰로오스를 결합해 강도를 만들어내는 리그닌(lignin) 2가지로 이뤄져 있다. 이 리그닌에 포함된 발색단이라는 분자에 의해 나무가 갈색으로 염색, 내부까지 빛이 통과하는 걸 막는다. 이 리그닌을 제거해 나무를 투명하게 하려는 시도는 이전에도 있었다. 하지만 리그닌 제거는 고온 하에서 장시간 작업과 유해 화학 물질이 필요하고 제조비용이 너무 높아지는 단점이 있었다.
연구팀은 길이 1m, 두께 1mm 나무판에 일반 페인트 브러시에서 과산화수소를 도포하고 햇빛이나 자외선 램프에 1시간 방지했다. 그러자 과산화수소에 의해 리그닌이 표백된 목재가 하얗게 됐다.
연구팀은 이어 해양 개발용으로 설계한 투명 에폭시 수지를 목재에 주입해 나무에 작은 공간이나 구멍을 뚫고 경화시켰다. 목재에 에폭시 수지를 충전해 백색이던 목재가 투명해졌다. 이 투명화 원리는 불투명한 직물을 물에 적시면 반투명화되어 건녀편이 비쳐 보이게 하는 것과 같은 이치라는 설명이다.
에폭시 수지에 의해 투명해진 나무는 가시광선 90%를 투과시키기 때문에 유리처럼 높은 선명도를 자랑한다. 동시에 투명 목재는 목재 유래 강도와 유연성도 갖고 있기 때문에 유리보다 깨지기 어려우면서 유리보다 가벼운 소재로 이뤄져 있다.
또 이 투명 목재는 단열성이 높은 것으로 밝혀졌다. 유리창은 건물 열손실에 큰 요인이 되기 때문에 투명한 나무는 건물 에너지 효율을 높게 유지하는데 도움이 기대된다. 또 열악한 환경에 설치하는 태양광 패널 커버에 응용할 수 있다.
연구팀에 따르면 투명하게 할 수 있는 목재는 다양하며 목재 절단 방향에 관계없이 투명화가 가능하다고 한다. 이번에 발표된 기술은 고온 환경을 필요로 하지 않기 때문에 제조비용이 적게 끝난다고 주장하고 있다. 다만 이번에 발표한 기술은 어디까지나 실험실 규모이며 산업 규모로 확장된 게 아니며 실용화에는 시간이 걸린다. 그럼에도 연구팀은 투명한 나무를 새로운 건축 자재로 큰 잠재력을 갖고 있다면서 이론상 집 전체를 투명하게 만들 수 있다고 설명하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
정용환 기자
