다양한 혁신 기술을 통해 기후 위기를 극복하려는 시도는 과학 분야뿐 아니라 창조업계에서도 활발하다. 전체 탄소 배출량에서 건설업과 제조업이 차지하는 비중은 여전히 높고, 건축과 디자인 부문 역시 그 책임에서 자유롭지 못하기 때문이다. 거시적 차원에서 지구공학이라는 학문적 범주 안에서 공학 기술을 통해 지구의 온도 상승을 막으려는 연구가 진행되고 있다면, 지엽적으로는 철강 대신 목재를 사용하거나 생태계를 교란하는 침입종으로 바이오 콘크리트를 제작하는 등의 노력이 꾸준히 이루어지고 있다.

최근 공개된 MIT의 “Space Bubbles”를 포함해 기후변화에 대응하기 위한 아이디어 10가지를 디진에서 소개하고 있다.

이미지제공: MIT

스페이스 버블 Space Bubbles by MIT

건축가 Carlo Ratti를 위시한 MIT 연구진은 얼음 상태의 버블 집합으로 원형의 반사판을 만들고 이를 태양과 지구 사이에 위치한 중력적 평형 지점, 소위 L1 라그랑주점에 띄워 태양열을 막아보자고 제안했다. 지구로 들어오는 태양복사열의 일정 부분을 반사해 지구 온도를 낮출 수 있다는 이론적 전제에서 지구공학의 태양 차단막(solar shield) 개념과 유사하다.

이미지제공: 케임브리지대학교

광합성 모방 기기 Photosynthesis-mimicking device by the University of Cambridge

케임브리지 대학교 과학자들은 식물의 광합성 작용을 모방한 재생에너지 기기를 디자인했다. 광촉매 물질로 만든 얇은 시트가 물과 이산화탄소, 햇빛에 반응해 산소와 포름산을 생산한다. 이 과정에는 전기나 전선이 필요 없다.

이미지제공: Felix Amtsberg

나무 분지 조인트 Tree fork joints by MIT

MIT에서 디지털 구조물을 연구하는 Digital Structures는 나무의 줄기가 두 개로 갈라지는 부분, 일명 분지(分枝)를 구조물의 연결부위인 조인트로 활용하는 건축기법을 개발했다. 무게를 지탱하는 역할을 하는 Y자 형태의 조인트는 보통 강철과 같이 탄소 배출량이 높은 소재로 제작되는데, 이를 자연적 소재인 나무, 그중에서도 쓸 데가 없어서 버려지는 분지로 대체할 경우 건축의 환경적 영향을 줄일 수 있다.

바이오 기반 탄소섬유 Bio-based carbon fibres at the German Institutes of Textile and Fiber Research

탄소 섬유는 순수한 탄소 결정에 가까운 가느다란 실로서 높은 강도와 가벼운 무게 때문에 제조업에서 다방면으로 사용된다. 독일텍스타일섬유연구원German Institutes of Textile and Fiber Research의 과학자들은 현재 화석연료 대신 바이오 물질로 만든 탄소섬유를 연구하고 있다. 특히, Erik Frank 박사가 이끄는 탄소섬유 개발 및 신소재 연구팀이 탄소섬유 주성분으로 주목하고 있는 물질은 종이를 만드는 과정에서 생기는 부산물인 식물성 리그닌(lignin)이다.

이미지제공: Anne Kinnunen

태양광발전 원단 Sun-Powered Textiles by Aalto University researchers

핀란드 알토 대학교의 디자인 및 물리학 연구자들은 원단에 태양전지판을 붙이는 방법을 제안했다. 이들이 만든 재킷은 외관상 보통 옷과 차이가 없지만, 숨겨진 태양전지판 덕분에 자체적인 에너지를 생산해 온도와 습도를 측정하는 신체 센서와 같은 웨어러블 기기를 충전할 수 있으며, 세탁기에 넣어 빨 수도 있다. 제품은 아직 시제품 단계이다.

이미지제공: MIT

탄소 내뿜지 않는 시멘트 Emissions-free cement by MIT

MIT 연구진이 개발한 또 다른 실험적 기술은 공기 중에 탄소를 배출하지 않고 시멘트를 제조하는 공법이다. 제조과정에서 발생하는 이산화탄소를 전기화학적 방법을 도입해 100% 포집한다. 지난해 말, 시멘트와 콘크리트를 제조하는 업체 40곳은 2050년까지 탄소배출을 완전히 중단하겠다는 계획을 발표하기도 했다.

이미지제공: DS Automobiles

탄소 먹는 옷 Carbon-capturing clothing collection by DS Automobiles

프랑스 자동차 브랜드 DS Automobiles는 항공 재킷과 트렌치코트, 티셔츠 2종으로 구성된 의류 콜렉션을 공개했다. 살아있는 해조로 코팅된 원단이 공기 중에서 이산화탄소만 뽑아내 산소로 바꾼다. 식물의 광합성 작용과 동일하게 진행되는 이 전환과정에는 햇빛과 일정한 수분 공급이 필수적이다. 탄소 먹는 옷을 코팅하는 데 사용된 해조 층(layer)은 런던의 연구기업 Post Carbon Lab이 개발했다. 패션업계는 물론, 자동차산업에도 이 기술이 도입되어 더 나은 세상을 만드는 데 실효성을 가질 수 있기를 업체는 기대한다.

이미지제공: Brigitte Kock and Irene Roca Moracia

바이오 콘크리트 타일 Bio-concrete tiles by Brigitte Kock and Irene Roca Moracia

디자이너 Brigitte Kock과 Irene Roca Moracia는 마디풀과의 식물인 왕호장근과 신호가재 껍질을 가지고 바이오 콘크리트 타일을 만들었다. 왕호장근과 신호가재는 영국에서 침입종으로 분류되며, 생태계에 심각한 피해를 주고 있다. 따라서 이들의 연구는 제거해야 할 대상에 새로운 가치를 부여하면서 지역의 생물다양성을 복원한다. 또, 탄소배출 집약적 소재인 콘크리트를 대체함으로써 기후변화에도 대응할 수 있어 일석이조의 효과를 기대할 수 있다.

이미지제공: MIT

2DPA-1 by MIT

MIT의 화학공학자들이 개발한 2DPA-1은 강철보다 두 배나 단단하면서도 재활용 역시 가능한 새로운 형태의 플라스틱이다. 시트로 자가조립하는 특질이 있어 적응력과 내구성이 우수하다. 때문에 연구진은 제작과정에 많은 에너지가 소모되는 철강이나 유리를 대신할 미래의 건축 자재로서 가능성을 기대하고 있다.

콥보주 CobBauge by various researchers

프랑스와 영국의 공동 연구팀은 전통적 건축자재인 벽토(cob)에 단열 기능을 보강해 현대적 건축 기준에 맞게 에너지 효율이 높은 소재로 재탄생시켰다. 전통적으로, cob은 흙에 물을 섞고, 짚이나 삼베를 첨가해 만든다. 연구진은 벽토를 이중으로 세워 보온성을 높이는 방식으로 업그레이드시켰다. 자연적 소재라 기존의 건설자재에 비해 탄소발자국이 훨씬 줄어든다.

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원문기사 전문보기: Ten inventions to reduce design and architecture's impact on the planet (dezeen.com)