열려있는 정책플랫폼 |
국가미래연구원은 폭 넓은 주제를 깊은 통찰력으로 다룹니다
※ 여기에 실린 글은 필자 개인의 의견이며 국가미래연구원(IFS)의 공식입장과는 차이가 있을 수 있습니다.
페이스북
트위터
밴드
블로그
폴라
카카오스토리
텔레그램관련링크
본문
세계에서 가장 친환경적인 CEO로 알려진 전 “인터페이스(Interface)” Ray C, Anderson 회장을 기리기 위해 만든 RCA 재단은 환경 관리 및 지속 가능성에 대한 지식과 혁신을 추구하였다. 재단은 건강한 지구를 위한 자연에서 영감을 얻는 자연 모사 기술의 중요성을 인정하여 2006년 비영리 “바이오 미믹 연구소(Biomimicry Institute)”를 설비하였다.
연구소는 자연에서 발견되는 전략과 디자인에 사용되는 방법의 예를 포함하는 무료 온라인 도구, 프로젝트 기반 교육을 지원하는 청소년 디자인 챌린지, 기업가가 시장에 디자인을 출시할 수 있도록 돕는 바이오 모방 런치 패드, 그리고 최고의 자연에서 영감을 얻은 스타트업의 성장을 촉진하는 혁신적인 가속기 프로그램인 “레이 오브 호프 상(Ray of Hope Prize, 희망의 빛 상)”을 제정하였다.
환경파괴, 기후변화 등으로 어둡고 부정적인 지구 미래에 한 줄기의 희망을 만드는 빛(Ray of Hope)이 될 “희망의 빛 상”을 제정한 RCA 재단(the Ray C. Anderson Foundation, since 2014)의 “Biomimicry Institute”에서 선정된 2021년 자연 모사 10대 최고 혁신기술 (Top 10 Biomimicry innovation)과 신생기업을 소개하고자 한다.
<자연 모사 10대 혁신기술(2021) >
2021년“희망의 빛”에는 세계 49개국에서 301건의 신청하였고, 그중 10개 신생기업이 선정되어 기존기업과 전문가로 구성된 10주의 가상 교육프로그램과 조언을 받았다. 신청 시 제안한 아이디어를 바탕으로 최종적으로 자연을 모사하여 실질적으로 제품을 만들어 지속 가능한 지구 생태계를 유지할 수 있는 잠재력 있는 기업으로 평가 받는다. 심사를 받는 10개 기업은 상금이 1등 상 10만 달러, 2등 상 2만 5천 달러이지만, 기존기업과 전문가에 의한 가상 프로그램을 통해서 수십억 달러의 비즈니스 기회가 생겨서 참여기업은 아주 좋은 기회를 가지는 것이다.
1) Spintex Engineering(스핀텍스 엔지니어.옥스포드, 영국)
거미줄 실크(Spider silk)는 강력한 생물학적 재료 중 하나로 판단되어서, 사람이 대중적으로 사용할 수 있는 섬유 자원으로 활용하기 위해서 인공적으로 실크를 합성하는 방법을 연구하고 있었다. Spintex는 마침내 거미 자체가 만드는 방법을 자연 모사하여 만든 액체 젤에서 가혹한 화학 반응을 사용하지 않고 실온에서 섬유를 회전하는 거미의 방적돌기(Spinnerets) 능력을 모방하여 솔루션을 개발했다.
Spintex의 공정은 합성 석유 섬유보다 에너지 효율이 1,000배 더 높으며 물이 유일한 부산물이어서 전혀 환경 오염 문제는 없다. 2021년 10개 기업 중 1등을 하여 상금 10만 달러를 수상한 기업이다.
2) Aquammodate(Stora Höga, 스웨덴)
규조(Diatoms 硅藻)류는 세포벽이 규산(Silica)으로 되어 있는 다양하고 복잡한 모양의 미세 구조로 세포벽을 형성하고 있고, 이런 세포벽은 여과막으로 정수(淨水)를 하는 역할을 하고 미세한 다공 막은 냄새와 착색물질을 흡착할 수 있다. 특히, 막 단백질인 아쿠아포린(Aquaporin)은 빠르게 많은 양의 물을 이동시킬 수 있어서 대량 처리가 가능하다. 이런 규조류 다공성의 구조와 아쿠아포린으로 된 세포벽을 모방하여 수질 정화에 혁명을 일으키고 있다고 판단하였다. Aquammodate 기술은 에너지 효율적이고 고 선택적인 기술로 단지 한 개의 단일한 필터를 통과하여 고순도의 물을 생산할 수 있고 더불어, 대규모의 탈염이 가능하여 바닷물로 음용 수를 제조할 수 있다. 최근 개발도상국의 극독 물인 비소 함유 자연수를 정화하여 식수 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 최근 주요 환경오염 원인 미세 플라스틱 및 제약 잔류물과 같은 산업오염 물질도 제거할 수 있다.
3) Biohm(런던, 영국)
Biohm사는 바이오를 재료로 하는 바이오 기반 건축자재를 제조하는 회사인데, 아주 가는 식물의 뿌리와 비슷한 버섯의 균사체를 모사하여 바이오 단열재를 만드는 데 성공하였다. 보통 단열재로 폐 유리 섬유나 스티로폼도 만든 합판을 사용하였는데, 오랜 시간 사용 시 미세분해된 폐기물이 환경 오염과 인체 건강을 심각하게 해치고 있다. BIO 폐기물과 식물에서 추출한 결착제(Binder)로 만든 ORB(Organic Reused Bio compound, 유기 재사용한 바이오 화합물)라는 100% 천연 시트를 재료로 하고 있다. Biohm의 건축 자재는 시장에서 현재 제품을 보다 저렴하고 성능이 우월하여 지속 가능한 건축 환경을 가능하게 하여 혁신적인 수요 증가를 예상한다.
4) Grow Oyster Reef(버지니아, 미국)
굴(Oyster)은 건강한 바다의 해안선을 유지하는 데 매우 중요합니다. 굴은 물을 깨끗하게 하고 바닷가의 암초(Reef)를 만들어서 바다가 육지로 확장을 막아주는 역할을 하고 있다. GROW Oyster Reef 사는 굴 껍데기와 화학적으로 유사한 창의적인 콘크리트 믹스로 바닷가의 건강한 굴의 증식을 높여주는 마이크로(Micro-) 및 마크로(Macro-) 디자인을 만들어 해안의 생태계를 복원함으로써 오랜 시간 지속되는 서식지 복원을 가능하게 한다.
5) Impossible Matertials(프리부르, 스위스)
티타늄은 도로에 그려진 교통지시 선, 자외선 차단제와 치약, 심지어 가루 도넛에도 사용되고 있는 세계에서 가장 많이 사용되는 착색제입니다. 그러나 티타늄 채굴에 사용되는 비용 대부분은 환경 비용이고, 이때 가장 많이 사용되고 있는 이산화티타늄 나노 입자는 최근에 의심되는 발암물질로 분류되고 있다. 대체물질을 찾기 위해, 밝은 흰색의 딱정벌레(Cyphochilus beetle)를 연구한 연구원은 외골격에 있는 비늘 얇은 층이 매우 최적화된 산란하는 구조 물질임을 발견하였다. Impossible Materials 사는 딱정벌레의 밝은 흰색 착색을 모사하여 섬유소(Cellulose)로 딱정벌레 흰색 착색구조를 모방하여 더 안전하고 성능이 좋은 백색 안료를 생산하였다.
6) Infinite Cooling (MA, 미국)
전 세계 물의 20%는 산업 제조 현장과 발전소에 사용되고 있고, 대부분은 산업 냉각 탑에서 고밀도 증기로 방출되고 있다, Infinite Cooling 사는 나미브 사막 딱정벌레(Namibian beetles)와 같은 곤충이 등에 있는 소수성(疏水性) 돌기(Hydrophobic troughs)를 이용하여, 사막에서 불어오는 바닷바람 속의 미량 수분을 채취하는 방법을 모사하여 산업체에서 발생하는 냉각탑 수증기를 100% 회수하는 방법을 개발하였다. Infinite Cooling 사는 산업 시설에서 물 순환 루프를 닫아 고객이 매년 수백만 달러와 수백만 gallons 물을 절약할 수 있도록 지원하고 있다.
7) Mussel Polymers Inc(베들레헴, 파키스탄)
홍합(Mussel)이 극한 해양 환경에서도 해변 바위 표면에 떨어지지 않고 부착하여 살아가고 있고 해안 바위 표면에 부착된 홍합의 접착 원인을 규명하였다. 홍합 접착 단백질을 모방하여 폴리스타이렌(Catechol), 또는 PCS로 알려진 고성능 무독성 접착제를 개발에 성공하였다. PCS는 다른 수중 접착제보다 300% 강하고 광범위한 재료에 결합하는 성질이 있다. 홍합 폴리머는 여러 산업에서 사용되지만, 해양의 수중생태계 보존이라는 중요한 문제를 해결할 수 있는 산호(珊瑚)복원을 위한 제품을 먼저 시장에 출시하였다.
8) New Iridium (슈페리어, 콩고공화국)
New Iridium 사는 식물의 광합성(Photosynthesis)을 자연 모사하여 광합성이나 광(光) 주도(light-driven) 화학의 구현으로 유기 화학 제품군을 만들어 중금속이나 열에너지가 필요하지 않은 촉매제를 개발하였다. New Iridium기술은 다양한 화학 반응에 필요한 에너지와 시간을 획기적으로 줄이고 비용 절감하는 녹색 화학의 산업 표준이 될 수 있는 길을 열었다. 제약 및 화학 회사에서 사용할 수 있게 New Iridium은 물과 이산화탄소를 화학 에너지로 사용하는 광합성 모사 화학 플랫폼을 개발하고 있다.
9) Novobiom (루빈 라뇌브, 벨기에)
Novobiom 사는 곰팡이와 미생물이 독성 물질 또는 난분해성 물질을 분해하여 무독화시키는 능력을 자연 모사하여 중금속이나 기름으로 오염된 Brown fields 산업지역을 생물복원 (Bioremediation)할 수 있는 강력한 기술을 개발하였다. 기존의 오염된 산업단지 토양을 복원시키려면 오염된 토양을 중앙처리시설로 운반하여 처리하여 고가의 복원 비용이 필요하다. 개발된 Brown fields 산업지역 복원기술은 토양의 운반이 필요 없이 On site(오염 현장)에서 곰팡이 복원(Myco-remediation)이 가능하다. Novobiom은 미생물과 곰팡이 기능을 모방한 토양 생물복원 시스템의 접근법을 통해 유해 한 독성 폐기물을 자연 상태에서 정화하는 시스템을 개발하였다. 전 세계 수백만 개의 오염된 산업체 또는 군용사이트를 현장에서 정화할 수 있는 잠재력이 아주 큰 분야이다.
10) Renaissance Fiber (월밍턴, 미국)
Renaissance Fiber 사는 해변의 밀물과 썰물의 조수에서 일어나는 조석파(潮汐波, Tidal streams)에 의한 물의 수평운동에서 영감을 얻어서 식물 섬유의 자연 분해에 기초하여 탈 껌(Degum) 방법을 개발하여 더 저렴하고 높은 품질의 대마 섬유를 만들 수 있었다. 인류가 아주 오랜 역사를 가지고 섬유 대마(大麻, Hemp)를 의류용으로 재배하여 사용하고 있지만, 현대 농업 출현과 합성 섬유 발명으로 대마 섬유는 가공 비용이 막대하여 경제적으로 경쟁할 수 없어서 사용이 급감하였다. Renaissance Fiber 사는 전통적인 대마 가공보다 훨씬 적은 에너지를 사용할 수 있는 조력 흐름(Tidal streams)으로 르네상스 공정을 개발하여 고품질의 대마 섬유를 얻을 수 있었고 또한, 탈 껌 폐수에서 탄소를 격리하여 자연 탄소 싱크대로 바다로 돌아갈 수 있게 자연순환 공정을 개발하였다.
<맺는말>
현재 진행되고 있는 4차 산업혁명은 과학기술뿐만 아니라 인문, 사회, 예술 분야까지 융합하여 창의적인 제품이나 인프라를 구축을 기반으로 사회적 규범까지 바꾸고 있다. 하지만, 과학자들은 기술간 융합으로 만들어진 최종 제품을 보면서, 이런 기술, 저런 기술이 융합되었다는 이야기 들으면 수긍은 되지만, 자신이 직접 융합기술을 만들어 보려면 쉽지 않다. 특히, 스티브 잡스(Steve Jobs)의 스마트폰(Smartphone) 이야기를 들으면 새로운 기술은 없고 단지 만들어진 기술을 융합하였다고 설명하면 우리도 그런 생각을 하지 못한 것에 큰 자괴감까지 느낀다.
스마트폰처럼 만들어진 기술의 융합조차도 생각하지 못하고 어렵게만 느끼게 한 것은 왜 일까? 사실, 이미 “콜럼버스 계란 세우기”와 같은 발상의 전환은 잘 알려져 있고, 사실 스티브 잡스의 스마트폰은 손에 휴대할 수 있는 컴퓨터+백과사전+통신기 등의 인프라 기능 융합의 산물이지 단순한 계란 세우기가 아닌 어쩌면 초 슈퍼인간 만들기 시작한 것과 같은 어마어마한 생각의 발상이라고 개인적으로 생각한다.
보통 과학 기술인뿐만 아니라 심지어 인문 계통에서 일하는 사람조차 자신이 전문으로 하는 분야에 오랜 시간을 공부하고 일하다 보면, 항상 발생하는 일을 판단하는 기준은 주로 자신의 전문 분야에 집중하여 옆을 볼 기회가 줄어들기 때문이 아닌가? 라고 생각한다. 사회, 교육적으로 지금과 같은 정해진 과목에 의한 선발제도는 생각의 폭을 좁혀서 그 분야의 최고 전문가가 될 가능한지도 의문이지만, 더 넓고 새로운 분야를 융합할 수 있는 능력을 키우는 데는 부족하다고 생각한다.
2021년 “희망의 빛 상”에 선정된 10가지 기술을 보면서, 눈에 보이기는 아무렇게나 흘러가는 자연 속에는 적어도 35억 년(지구 역사)의 경험으로 얻어진 놀라운 지혜가 숨어 있다는 것을 알았다. 어렵게만 여겨지는 인위적인 융합에 집중하는 것보다는 이미 수십억 년 지구 역사에서 얻어져 이미 자연 친화적인 조화된 융합기술로 인정된 자연을 심도 있게 볼 필요가 있다. 이런 자연을 배우고 자연이 가진 경험을 우리가 얻기 위해서 어떻게 하는 것이 옳은 길인지 깊게 생각하여 보아야 할 것이다.
- 기사입력 2022년04월05일 17시00분
- 검색어 태그 1
댓글목록
등록된 댓글이 없습니다.