높은 투명도와 플라스틱을 뛰어넘는 강도를 자랑하며, 스마트폰과 태블릿 스크린에 채용된 고릴라 글래스 개발에 관여한 펜실베이니아 주립대 존 마우로 교수 등 연구팀이, 표준 유리와 비교해 이산화탄소 배출량을 절반으로 줄이는 사자(라이온) 유리를 개발했다고 밝혔다.
이산화탄소는 다양한 인위적 활동에 의해 배출되고 있으며, 최근에는 지구온난화 방지를 위해 이산화탄소 배출량을 줄이는 노력이 각 분야에서 주목받고 있지만, 모든 친숙한 제품이나 건축물에 사용되는 유리 제조에서도, 매년 8600만 톤의 이산화탄소가 배출된다는 사실은 그다지 알려져 있지 않다.
세계에서 널리 사용되는 유리는 케이사, 탄산나트륨, 탄산칼슘을 혼합하여 융해함으로써 만들어지는 소다석회유리인데, 마우로 씨는 유리가 풀리는 과정에서 탄산염은 산화물로 분해돼, 이산화탄소가 대기 중으로 방출된다고 지적.
또, 유리가 융해하는 온도까지 화로를 가열할 때에도, 엄청난 에너지를 사용해 이산화탄소를 배출하고 있다는 것. 그래서 마우로 씨 등은 유리 제조에 있어서 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해, 조성물을 변경하여 낮은 온도에서도 융해하는 "사자 유리(라이온 글래스)"를 개발했다.
라이온 글래스는 융해에 필요한 온도가 일반 유리와 비교해, 섭씨 300~400도가량 낮아, 에너지 소비량은 약 30% 절감될 것으로 보이는데, 마우로 씨는 "우리의 목표는, 유리 제조를 장기적으로 지속 가능하게 하는 것입니다", "라이온 글래스는 탄소를 포함한 배치 원료를 배제하고, 유리 융해 온도를 대폭 낮춥니다"고 말하고 있다.
마우로 씨는 과거 코닝에서 고릴라 글래스 개발에 관여했던 인물이기도 하며, 라이온 글래스라는 명칭은 고릴라 글래스를 형상화한 것으로 들린다. 그러나 펜실베이니아 주립대학교 공식 블로그에는, 펜실베니아 주립대학교 마스코트인 니터니 라이언의 이름을 따서 붙여진 것이라고 적혀 있었다.
라이온 글래스는 이산화탄소 배출량이 적을 뿐만 아니라, 표준 유리보다 훨씬 강도가 높은 것도 특징. 물체의 경도를 나타내는 빅커스 경도 시험기를 이용한 내크랙성 시험에서는, 일반 유리에서는 약 100g의 하중에서 균열이 발생하는 바, 라이온 글래스에서는, 10배인 1kg의 하중을 가해도 깨지지 않았다. 라이온 글래스는 시험기에서 테스트할 수 있는 최대 하중에 달했기 때문에, 내크랙성은 일반 유리의 10배 이상이 될 가능성도 있다고 연구팀은 밝혔다.
내크랙성은 재료가 얼마나 손상되어 파손되는지와 관련이 있기 때문에, 유리를 테스트할 때 가장 중요한 항목 중 하나. 유리에서는 표면에 발생한 미세한 균열이 약점으로 작용하여, 시간이 지남에 따라 쉽게 깨지지만, 내크랙성이 높으면 그만큼 유리가 오래 지속될 수 있다.
마우로 씨는, "손상 내성은 유리에 중요한 특성입니다. 자동차 산업이나 전자 산업, 건축, 광섬유 케이블 등 유리의 강도에 의존하는 모든 것에 대해 생각해 보십시오. 헬스케어에서도 백신이 강력하고 내약품성 유리 포장에 보관돼 있다"며 내크랙성 높이가 중요하다고 어필.
또한, 유리의 강도가 높다는 것은 일반 유리보다 얇더라도, 충분한 강도를 유지할 수 있음을 의미하며, 결과적으로 제품의 경량화로 이어질 가능성도 있다. 마우로 씨는 "제품이 경량화되면, 원자재 사용량이 줄고 제조에 필요한 에너지도 적어 환경에 더 좋습니다. 하류 수송 공정에서도 유리를 운반하는 데 필요한 에너지가 절감되기 때문에, 누구에게나 기쁜 상황으로 됩니다"라고 코멘트. 이러한 점에서 라이온 글래스의 이산화탄소 배출량은 일반 유리와 비교해 절반까지 줄어들 것으로 기대되고 있다.
연구팀은 라이온 글래스 특허를 신청 중이며, 라이온 글래스의 특성과 응용에 대해, 추가 연구를 진행 중인 것으로 알려졌다. 마우로 씨는, "인류가 5000여 년 전에 유리를 제조하는 방법을 학습했고, 그로부터 오늘날까지 현대 문명을 구축하는 데 유리는 중요한 존재였다"고 말한다.
친환경 기술을 소개하는 미디어 CleanTechnica는 라이온 글래스의 잠재적 용도로 "더 가볍고 강도가 높은 차", "내구성이 높고 가벼운 태양 전지판" 등을 꼽으며, 응용을 통해 추가적인 이산화탄소 배출량 감소를 기대할 수 있다고 주장.
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