이석원 기자
높은 투명도와 플라스틱을 뛰어넘는 강도를 자랑하며 스마트폰이나 태블릿 화면에 채용되는 고릴라글라스 개발에 종사한 펜실베이니아주립대학 연구팀이 표준 유리와 비교해 이산화탄소 배출량을 절반으로 줄인 라이온글라스(LionGlass)를 개발했다고 발표했다.
이산화탄소는 다양한 인위적 활동에 의해 배출되고 있으며 최근에는 지구 온난화 방지를 위해 이산화탄소 배출량을 줄이기 위한 노력이 분야마다 주목받고 있다. 하지만 모든 친숙한 제품과 건축물에 사용되는 유리 제조에서도 매년 이산화탄소 8,600만 톤이 배출되고 있는 건 그다지 알려져 있지 않다.
전 세계에서 널리 사용되는 유리는 규사와 탄산나트륨, 탄산칼슘을 혼합해 융해해 만들어지는 소다 석회 유리다. 연구팀은 유리가 풀리는 과정에서 탄산염은 산화물로 분해되어 이산화탄소가 대기 중 방출된다고 지적한다.
또 유리가 융해되는 온도까지 노를 가열할 때에도 방대한 에너지를 사용해 이산화탄소를 배출하고 있다는 것. 여기에서 연구팀은 유리 제조에 있어서 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해서 조성물을 바꿔 저온에서도 융해하는 라이온글라스를 개발했다.
라이온글라스는 용융에 필요한 온도가 통상 유리에 비해 세씨 300∼400도 정도 낮아 에너지 소비량은 30% 삭감될 것으로 보인다. 연구팀은 연구 목표는 유리 제조를 장기적으로 지속 가능하게 하는 것이라며 라이온글라스는 탄소를 포함한 배치 원료를 배제하고 유리 용융 온도를 크게 낮춘다고 설명하고 있다.
연구팀은 한때 코닝에서 고릴라글라스 개발에 종사하고 있던 인물이기도 하다. 라이온글라스라는 명칭 역시 고릴라글라스를 이미지화한 것으로 보인다. 하지만 펜실베이니아주립대학 공식 블로그에선 대학 마스코트인 라이온 이름을 따서 명명된 것으로 기록되고 있다.
라이온글라스는 이산화탄소 배출량이 적을 뿐 아니라 표준 유리보다 훨씬 강도가 높은 것도 특징이다. 물체 경도를 나타내는 비커스 경도 시험기를 이용한 시험에선 일반 유리에선 100g 하중으로 균열이 발생한다. 라이온글라스에선 10배인 1kg 하중을 가해도 깨지지 않는다. 연구팀에 따르면 라이온글라스는 시험기로 테스트할 수 있는 최대 하중에 도달했기 때문에 내구성은 일반 유리 10배 이상이 될 가능성도 있다고 한다.
균열 저항은 재료가 얼마나 손상되는지와 관련되어 있기 때문에 유리를 테스트할 때 가장 중요한 항목 중 하나다. 유리에선 표면에 발생한 미세 균열이 약점이 되어 시간 경과에 따라 깨지기 쉬워지지만 내구성이 높으면 그만큼 유리가 오래 지속될 가능성이 있다.
또 유리 강도가 높다는 건 일반 유리보다 얇아도 충분한 강고를 유지하는 걸 의미하고 있어 결과적으로 제품 경량화로 이어질 가능성도 있다. 연구팀은 제품이 경량화되면 원재료 사용량이 줄고 제조에 필요한 에너지도 적어지므로 환경에 있어 더 좋다며 에너지가 줄어 누구에게나 기쁜 상황이 된다고 밝히고 있다. 이런 점에서 라이온글라스 이산화탄소 배출량은 일반 유리보다 절반으로 줄어들 것으로 예상된다.
연구팀은 라이온글라스 특허를 신청 중이며 라이온글라스 특성이나 응용에 대해 더 연구를 진행하고 있다는 것. 연구팀은 인류가 5,000년 이상 전에 유리 제조 방법을 배웠고 이때부터 오늘날까지 현대 문명을 구축하는데 있어 유리는 중요한 존재였다고 말한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
