생명공학, 균열 자가치유 가능한 새로운 유형의 콘크리트 개발

콘크리트는 혹독한 환경 조건에 지속적으로 노출되어 균열과 부식의 위험이 있는 제품입니다. 따라서 콘크리트 구조물은 지속적인 유지 관리가 필요하지만, 비용이 많이 들고 비효율적입니다.

이전 연구에 따르면 콘크리트에 특정 유형의 박테리아가 포함되어 있으면 콘크리트가 스스로 치유될 수 있는 것으로 나타났습니다.

그러나 가장 큰 과제는 콘크리트 구조물을 손상시키지 않고 박테리아를 장기간 살아있게 하는 방법을 찾는 것입니다.

드렉셀 대학(미국)의 과학자들은 하이드로젤과 보호용 폴리머 껍질로 둘러싸인 내생포자를 사용하여 이 문제에 대한 획기적인 해결책을 발견했습니다.

그 덕분에 그들은 균열이 생긴 후에도 스스로 패치할 수 있는 기능을 갖춘 바이오파이버 콘크리트를 성공적으로 발명했습니다.

바이오파이버 콘크리트 생산에는 특수 폴리머 섬유가 사용됩니다. 이 폴리머 섬유는 콘크리트를 강화하는 동시에 자가치유 기능을 하는 두 가지 기능을 합니다.

이러한 폴리머 섬유는 하이드로젤 층으로 둘러싸여 있으며, 그 내부에는 비활성 박테리아인 내생포자가 있는데, 이 내생포자는 혹독한 환경에서는 '잠을 잘' 수 있지만, 환경이 좋아지면 부활할 수 있습니다.

바이오섬유 콘크리트는 일반 콘크리트처럼 사용할 수 있습니다. 하지만 그 특징은 균열이 발생할 때만 드러납니다.

물이 균열 사이로 스며들면 하이드로겔이 용해되고 잠자던 박테리아가 깨어납니다. 박테리아는 주변 콘크리트에서 탄소와 칼슘을 섭취하여 균열을 메우는 결합제인 탄산칼슘을 형성합니다.

바이오파이버는 균열 발생 후 단 1~2일 만에 자체 밀봉이 가능합니다. 연구진에 따르면, 바이오파이버 콘크리트는 건물 유지 보수 요건을 간소화하고 콘크리트 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 될 것으로 예상됩니다.

(하이테크에 따르면)