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◇ 보통난이도 | 한 페이지 뉴스

콘크리트는 강도와 변용성이 뛰어나 건축에 없어서는 안 될 재료로 손꼽힌다. 그러나 주원료인 시멘트를 생산하는 과정에서 이산화탄소가 다량 배출된다는 문제점이 있다. 국제 공동연구팀이 이런 문제를 해결할 수 있는 친환경 콘크리트 제조법을 개발했다. 

윌 스루바 미국 콜로라도볼더대 건설환경공학과 교수가 이끄는 공동연구팀은 광합성을 하는 시아노박테리아(남세균)의 일종인 시네코코커스(Synechococcus)를 이용해 건축 재료를 만들었다. 

연구팀은 배양액에 젤라틴을 섞어 혼합한 뒤 뼈대 역할을 할 수 있는 모래를 넣어 가로, 세로, 높이가 각각 50mm인 정육면체 배양 틀을 제작했다. 그리고 여기에 시네코코커스를 증식시켰다.

그 결과, 시네코코커스를 주입한 블록은 그렇지 않은 블록에 비해 강도가 15.6% 높았다. 연구팀은 그 이유를 생광물화작용(biomineralization)에서 찾았다. 생광물화는 생물이 무기질 결정을 만들어내는 특성을 말한다. 

실제로 연구팀이 시네코코커스를 주입한 블록을 주사전자현미경(SEM)과 분광분석기(EDS)로 분석한 결과 탄산칼슘 결정이 생성된 것을 확인할 수 있었다. 시네코코커스를 증식시킨 블록은 30일이 지난 뒤 일반 콘크리트와 유사한 강도(약 3.5MPa)를 보였다. 

블록에 주입한 시네코코커스는 적정한 환경에서 배양액만 교체해주면 다시 증식하는 것으로 나타났다. 이는 박테리아가 증식할 수 있는 환경 조건에서는 블록이 손상을 입어도 복구될 수 있다는 뜻이다. 

스루바 교수는 “외부환경에 반응하거나 센서 기능을 갖춘 건축 자재로 활용할 수 있을 것”이라며 “달이나 화성에 기지를 만들 때 응용할 수도 있다”고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘매터(Matter)’ 1월 15일자에 발표됐다. doi: 10.1016/j.matt.2019.11.016