전 세계가 기후변화 해결에 초점을 맞추고 있는 가운데, 과학자들은 이산화탄소배출 문제를 해결하는 지속가능한 건축자재를 개발할 때 창의력을 발휘해야 했다. 과학자들은 이제 목재를 더 강하게 만들고 공기 중의 이산화탄소를 포집하는 새로운 엔지니어링 목재 방법을 고안했다.
이산화탄소는 기후변화에 근본적인 기여 요인 으로 인식되고 있다. 강철, 금속 및 시멘트와 같은 구조 재료의 생산과 관련된 이산화탄소 배출을 제한하는 것은 기후변화를 간접적으로 해결하는 방법이다. 직접적인 접근방식은 대기 중 이산화탄소를 구조 재료에 포집하여 줄이는 것이다.
텍사스 라이스대학의 과학자들은 나무의 자연적 특성을 이용하여 이산화탄소 포집 능력을 향상시켰다. 이 프로세스는 내부 프레임워크를 제거한 후 목재에 다공성 미립자 금속-유기 프레임워크 (MOF)를 도입하는 작업을 포함한다. 이 과정을 탈리그닌화 라고 한다 .
“나무는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 세 가지 필수 구성 요소로 구성되어 있다. “목재는 리그닌이 색을 내는데, 리그닌을 빼면 나무가 무색이 돼요.”
품격이 없어지면 목재에 MOF를 수용할 준비가 된 것이다.
“MOF 입자는 셀룰로오스 채널에 쉽게 들어맞고 부착된다. 그런 다음 MOF는 이산화탄소를 흡착한다 .
MOF는 일반적으로 다양한 환경 조건에서 안정성이 알려져 있지 않다. 그들은 습기에 취약한 경향이 있으며, 이는 분명히 구조 재료에서 피해야 할 것이다.
그러나 그들의 연구에서 Rice의 팀은 캘거리대학의 George Shimizu 교수와 그의 동료들이 개발한 그들이 사용한 MOF가 다양한 조건에서 성능과 다용성 측면에서 다른 제품을 능가한다는 것을 발견했다 .
공학 목재의 인장 강도를 테스트한 결과 일반 목재보다 더 강하고 굽힘과 같은 환경적 스트레스 요인을 더 잘 견딜 수 있는 것으로 나타났다. 그들은 또한 목재를 생산하는 데 사용되는 프로세스가 잠재적으로 확장 가능하고 에너지 효율적이라고 주장한다.
건물 건설 및 사용은 인간이 배출하는 온실가스 배출량의 40% 이상 을 차지하므로 이 발견은 보다 친환경적인 건설 대안의 가능성을 열어준다. 지속 가능하고 재생 가능한 것이다.
이 연구는 Cell Reports Physical Science 에 게재되었다. 출처: 라이스 대학교
