[기술동향]박테리아로 콘크리트 부식...

​▲노형욱 국토교통부 장관올해 박테리아를 이용해 콘크리트 구조물의 부식이나 균열 등을 막는 ‘자기치유형 콘트리트’ 시제품이 개발된다. 또 미세먼지 물질을 흡착해 제거하는 광촉매 코팅재가 서울 서부간선도로 지하화사업현장에 시범 적용된다. 이밖에 인공지능(AI) 기반 스마트하우징 플랫폼·서비스 검증을 위한 시범주택이 세종시에 선보인다.국토교통부는 최근 이런 내용으로 ‘2022년도 국토교통과학기술 연구개발사업 시행계획’을 확정했다. 이 계획에 따르면 국토부가 책임진 연구개발사업은 모두 100개, 6331억 원에 달한다. 지난해보다 7.2%, 424억 원가량이 늘었다.분야별로는 국토기술 분야와 관련된 34개 사업에 1790억 원, 교통기술 분야 43개 사업에 2663억 원, 기반구축 관련 12개 사업에 1270억 원, 기후대응 기금 관련 11개 사업에 608억 원이 각각 배정됐다. 주요 사업들을 요약 소개한다. 박테리아가 콘크리트를 지킨다 ​올해 사업 가운데 가장 눈길을 끄는 것은 ‘박테리아를 활용한 자기치유형 친환경 콘크리트 개발사업’의 시제품 생산이다. 이는 콘크리트 표면에 기능성 박테리아가 살 수 있는 코팅재를 부착해 구조물의 생·화학적 부식을 막아주는 기술로, 지난해 국토부로부터 신기술 지정을 받았을 정도로 기술개발은 끝난 상태다. 국토부는 이를 국내 서해안 해양 구조물 등에 적용하는 한편 성능평가 방법 등을 제·개정하는 표준화작업도 추진할 계획이다.미세먼지 저감을 위한 저비용·고성능 광촉매를 활용한 도로포장 코팅제와 외장 패널 등을 현장에 실제 설치하고, KS 기준을 마련하는 표준화도 추진된다. 이와 함께 전자기파를 막아주는 재료와 구조체 개발도 추진된다.이 3가지 기술은 올해 말까지 연구개발사업이 모두 완료될 예정이다. 이미 실적도 나타나고 있다. 특히 박테리아를 활용한 자기치유형 친환경 콘크리트 개발은 베트남 회사에 기술이전을 하는 등 90억 원의 매출을 올리기도 했다. 세종에 AI 기반 스마트 하우스 선보인다 AI를 기반으로 하는 스마트하우징 플랫폼과 서비스에 대한 실제 시험이 세종시와 스마트시트 국가시범도시에 설치된다. 또 비용절감형 제로에너지 건축자재를 사용해 짓는 공동주택도 세종시에 28채가 건설된다.도시의 지하공간을 활용한 도시물류 시설인 수평이송장치나 도시철도 화물운송 표준용기 등의 시제품도 만들어진다. 또 화물용 전기자전거나 삼륜형 전기이륜차 등 친환경 이동시설의 시제품 제작과 성능시험도 추진된다.탄소제로를 대비해 개발이 추진되고 있는 수소를 원료로 하는 수소열차 시험차량의 예비주행과 성능검증 작업도 진행된다. 수소열차는 1회 충전으로 최대 600km 이상, 운행최대속도는 시간당 110km가 목표다.  도시 지하에 친환경 복합 플랜트 건설 추진 도시 팽창에 따른 환경기초시설이 필요하지만 ‘님비’ 등의 영향으로 부지 확보가 쉽지 않다. 이를 해결하는 방안 가운데 하나가 도심 내 지하 공간 활용이다. 국토부는 이를 위해 도시 폐자원 기반 자원순환형 지하 복합 플랜트 집적화 기술 개발사업을 추진한다. 2020년부터 시작해 2024년까지 진행될 사업인데, 지하공간을 활용해 환경 관련 복합플랜트를 설치하는 게 핵심이다.동남아시아 등 해외건설 신시장 진출을 위한 기술개발 프로젝트도 있다. 미활용 자원 기반 바이오매스 플랜트 실증 기술개발사업으로, 2025년까지 진행될 예정이다. 동남아지역의 미활용 바이오물질을 재생연료로 바꾸는 플랜트 설계, 건설, 관리 관련 기술 개발 및 사업화 기반 마련이 목표다.비전통 오일 생산플랜트 건설 핵심기술 개발사업은 올해 시작해 2028년까지 추진되는 프로젝트이다. 올해 179억 원으로 시작으로 모두 1952억 원이 투입된다. ​​수직증축 리모델링 가이드라인 마련된다​​아파트 등 노후 공동주택의 주거환경 개선 및 안전성 제고를 위해 3층 높이로 수직 증축하거나 내진·구조 보강 등을 하는 데 필요한 설계 및 시공 관련 핵심기술을 검증하고, 지침과 가이드라인 등도 마련된다.이밖에 친환경 대중교통을 위해 수소버스 안전성 평가기술, 산악벽지용 친환경 전기열차 기술 개발 등 친환경 대중교통 보급을 위한 기반 조성 사업 등이 추진된다. 디지털을 기반으로 하는 뉴딜사업 활성화를 위해 SOC 디지털화 작업도 계속된다. 5G와 디지털트윈 등 4차 산업혁명 기술을 기반시설물과 교통·도시 인프라에 접목시키는 게 핵심이다.  동아일보 황재성 기자출처 : 동아일보(http://www.donga.com​) Source​ : https://www.donga.com/news/article/all/20220106/111123249/1​

2022.01.07

[기술동향]Miracle matter: Engin...

    ​Ali Ghahremaninezhad’s self-healing concrete would eliminate the need for costly infrastructure repairs and help reduce greenhouse gas emissions. Ali Ghahremaninezhad’s self-healing concrete would eliminate the need for costly infrastructure repairs and help reduce greenhouse gas emissions.​ The Romans used it to build the mighty Pantheon nearly two millennia ago—its colossal dome still one of the world’s greatest architectural wonders. Engineers used it to make the more than 9,500 pillars that support the 24-mile-long Lake Pontchartrain Causeway, the longest bridge in the United States. And more than four million cubic yards of the stuff was used to build the Hoover Dam, enough to pave a strip 16 feet wide and 8 inches thick from San Francisco to New York City.  From bridges and barricades to homes and high-rise buildings, concrete is the most widely used construction material in the world. But sometimes it develops cracks that can compromise its structural integrity and necessitate costly repairs.  Now, a University of Miami structural engineer, borrowing a page from the body’s ability to mend on its own, has developed concrete that heals itself.  “It’s a project inspired by nature,” said Ali Ghahremaninezhad, an associate professor in the College of Engineering’s Department of Civil and Architectural Engineering. “We know that certain microorganisms can produce binding agents through a process called biomineralization,” he explained. “So, we embed these microorganisms in concrete during the mixing process.”  Those microorganisms remain dormant so long as the concrete isn’t breached. But when it is damaged, the microorganisms react, producing what Ghahremaninezhad calls glue-like agents that fill in the cracks and heal the concrete from the inside.  A host of environmental factors can cause concrete to degrade. “In the coastal regions of Florida, saltwater is the primary culprit of concrete corrosion,” Ghahremaninezhad noted.  His “Bio-Inspired Genetically Engineered Self-Healing for Cementitious Materials” research, which has received National Science Foundation funding, has the potential to prolong the structural strength and life of concrete.  In early lab tests, samples of the self-healing concrete performed well, undergoing the biomineralization process after cracks were created. But more testing is needed, Ghahremaninezhad said. “This is new technology, and it needs more robust testing and development,” he explained. “For example, we need to determine whether the microorganisms that are incorporated into the concrete affect other durability properties of the material. And we need to look at long-term performance.”  If the process is perfected, it would not only reduce the need for costly infrastructure repairs and replacements but also help cut greenhouse gas emissions. Portland cement, the key ingredient in concrete, is the source of approximately 8 percent of the world’s carbon dioxide emissions, according to a 2018 report by the London-based think tank Chatham House.  “The production of concrete is a very polluting process,” Ghahremaninezhad said. “Self-healing concrete would help curtail the amount of cement that is produced and that would have dramatic benefits to the environment.” 출처 : News@TheUSource​ : https://news.miami.edu/stories/2021/08/miracle-matter-engineer-creates-concrete-that-heals-itself.html 

2021.09.02