일본, 마법의 모래를 이용한 농지화 기술
- 작성자
- 윤민수
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- 등록일
- 2014-11-03
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일본의 파나소닉이 개발한 <마법의 모래>에 세계가 주목하고 있다. 모래알 표면에 특수한 막을 형성시킴으로써 누수를 방지하는 <발수 모래>가 그것으로, 건조한 토지의 토성 회복과 농지화에 커다란 역할을 담당함은 물론이고, 심각한 환경 문제와 식량 문제의 해결에도 기여할 것으로 기대하고 있다.
수확량 증가에 큰 기대
보통 모래와 발수 모래는 외관상에 다른 점을 발견할 수 없지만, 물을 부어보면 금방 다른 점이 나타난다. 보통 모래는 물이 밑으로 새어 나가는 반면, 발수 모래는 시간이 지나도 물이 모래를 통과하지 못하고 그대로 머물러 있다 (사진).
모래알의 크기는 직경 약 200 마이크로미터로 비숫하지만, 발수 모래는 모래알 하나하나의 표면에 특수한 막이 형성되어 있으며, 이 막은 수 나노미터 (1나노미터=10억분의 1미터) 로서, 1미리미터의 100만분의 1에 해당되는 두께이기 때문에 사람의 눈으로는 확인 할 수 없고, 현미경을 사용해야 보일 정도로 상당히 얇다.
발수 모래에 물을 부어도 물이 빠져나가지 못하는 이유는 모래알 표면의 발수력과 물의 표면장력에 의해 침투력이 억제되기 때문이다. 그리고, 모래알 사이는 사실상 비어있는 상태이기 때문에 산소 등의 기체가 자유롭게 통과할 수 있다. 따라서, 발수 모래는 건조한 토양으로 이루어진 농지에서 가장 큰 효과를 발휘할 것으로 기대를 모으고 있는 것이다.
건조지대에서는 염분을 많이 포함한 지하수가 스며들어 지표면까지 도달하기 때문에 식물이 말라 죽기 쉽다. 이러한 경우, 토지 안에 발수 모래층을 만들어 주면, 빗물을 장기간 보유할 수 있고, 염해도 막을 수가 있다. 또한, 보수 시트를 덥는 방법과는 달리 통기성이 그대로 유지되기 때문에 호흡을 방해하지 않아 식물의 생장에 영향을 미치지 않는다.
발수 모래의 기본적인 기술은 이미 오래전부터 가지고 있었으며, 전자제품에 이용된 실적이 남아있다. 파나소닉은 1994년에 발매한 IH전기밥솥에서 솥이 더러워지는 것을 방지하기 위하여 처음으로 사용했었다. 솥을 특수한 액체에 담아두어 코팅함으로써, 더러운 오물이 쉽게 떨어지도록 만들었다. 또한, 오븐토스터와 오븐렌지의 유리벽에도 같은 목적으로 사용되어져 왔다.
그 후, 솥 자체의 재료가 개량됨에 따라, 코팅재료로서의 활용이 중단되었지만, 기초연구를 담당하는 첨단연구본부의 미노 주임연구원이 끈질기게 연구를 계속한 결과, 다른 용도로서의 응용이 실현 가능하게 되었다고 한다. 미노 씨는 이 기술을 전혀 다른 분야인 농업에 응용하기로 결심하고, 교토대학 대학원 농학연구과와 상담한 결과, 빗물을 보유할 뿐만 아니라, 염해방지 역할도 가능할 것이라는 충고를 얻게 되었고, 2010년부터 시험농원에서 농작물 재배실험을 시작했다.
이 시험농원에서는 토양 중에 경사진 발수 모래층을 설치하고 그 위에 배수관을 통하게 하였다. 경사를 둔 것은 발수층에 의해 모아진 물을 다시 회수하여 재배에 재이용하기 위해서이다. 그는 <이 시스템을 적용하면 건조지대에서도 염해를 받지 않고, 적은 빗물로 작물을 재배할 수 있다. 더구나, 회수된 물은 비료를 포함하고 있기 때문에 수확량 증가와 함께 비료의 절약도 기대할 수 있으며, 비료의 배출에 의한 환경 악화도 방지할 수 있다>고 자랑했다. 실제로 작년에 실시한 토마토 재배에서는 수확량이 40% 정도 증가하였다고 한다.
발수가공을 처리하기 위해서는 약간의 노하우가 필요하지만, 특수한 장치는 필요없다고 한다. 현지에서 가공처리가 가능하게 되면, 가공 비용은 1톤당 수천엔을 절약할 수 있다고 한다. 그는 <지구 온난화와 토지의 과잉 개간에 의해 경지의 4분의 1이 건조지대로 바뀌게 되었다. 이 기술은 이러한 농지 문제 해결의 실마리를 제공하게 될 것이다>라고 강조했다.
물 부족 해소에도 큰 역할
<마법의 모래> 이용 가능성은 그 뿐만이 아니다. 도로의 밑에 깔게 되면 장기간 물을 축적하여 도로면의 온도를 낮게 유지하는 효과도 기대할 수 있다. 모래알의 사이를 기체가 자유롭게 통과하는 성질을 이용하여, 수증기만을 통과시키는 바닷물 담수화 설비에도 응용가능하므로, 물부족 해소에 큰 역할을 담당할 것으로 보고 있다.
미노 씨는 <원래 반도체 제조에 이용되는 가공프로세스가 전문분야이지만, 이러한 기초연구와 농업 및 환경 문제 등을 연결시키는 일에 눈을 돌림으로써, 가전제품으로부터 전자부품, 주택 설비, 농업시설에 이르기까지 다양한 분야에서 자신의 기술이 이용되는 것을 기쁘게 생각한다>고 말했다.
***제공출처: 일본 SankeiBiz, http://goo.gl/HKzVUY
***제공일자: 2014. 10. 27.
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