콘크리트급으로 단단한 '슈퍼 얼음' 등장... 일반 얼음보다 10배 강하다

요약 제2차 세계대전 당시 영국 해군은 얼음에 목재 펄프를 섞어 항공모함을 만들겠다는 독특한 계획을 세운 적이 있습니다. 이 복합재는 '파이크리트(Pykrete)'라 불리며 콘크리트 수준의 강도를 자랑했으나, 막대한 비용과 냉각 문제 등으로 결국 실현되지 못하고 폐기되었습니다. 그런데 최근 이스라엘 예루살렘 히브리 대학교 연구팀이 1940년대의 이 아이디어를 첨단 생명공학으로 부활시킨 '바이오파이크리트(BioPykrete)'를 개발했습니다. 연구팀은 단순히 얼음에 식물 섬유를 섞는 수준을 넘어, 분자 수준에서 결합 방식을 정밀하게 제어하는 방식을 택했습니다. 핵심 소재로는 식물의 구조 성분인 셀룰로오스를 나노 결정 형태로 가공한 '셀룰로오스 나노크리스탈'과, 연구팀이 맞춤 설계한 특수 단백질(CBM3a-AFPIII)이 사용되었습니다. 이 단백질은 부동 단백질(AFP)과 탄수화물 결합 모듈(CBM)을 결합한 것으로, 얼음과 셀룰로오스 나노결정 사이를 단단히 이어주는 접착제 역할을 합니다. 실험 결과, 이렇게 제작된 슈퍼 얼음은 일반 얼음보다 무려 10배나 단단하며, 파괴되기 전까지 충격을 흡수하는 에너지가 70배에 달했습니다. 일반 얼음처럼 일순간에 와장창 깨지는 대신, 강한 충격을 받더라도 서서히 변형되며 에너지를 버텨내는 특성을 보였습니다. 연구진은 이 바이오 얼음이 콘크리트나 철근을 운반하기 어려운 북극·남극 등 극한 지역의 친환경 건축 자재로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 탄소 배출이 심한 기존 건축 자재와 달리 얼음과 식물성 원료로 만들어져 생분해가 가능하기 때문입니다. 아직은 소규모 개념 증명 단계로 실제 건축에 쓰이기까지는 장기 내구성 테스트 등이 더 필요하지만, 단백질 공학과 구조 공학을 결합해 완전히 새로운 친환경 신소재의 가능성을 열었다는 평가를 받고 있습니다.