교육부와 한국과학창의재단이 주최하는 고등학생 연구 활동 경연인 ‘2016 STEAM R&E 페스티벌’결과가 지난 12월 19일 발표됐다. 지난 11월 국립과천과학관에서 전국의 고등학생 650여 명이 한 자리에 모여 130개 연구과제로 과제별 성과를 전시·발표한 이번 대회에서 명덕고등학교(교장 윤형탁) S.Mu.R.F팀이 서울 고교 중 유일하게 교육부장관상을 수상했다. STEAM R&E가 시작된 이후 다섯 번째 열린 이번 행사에서 ‘버섯 균사체의 동물성 충전재 대체 가능성에 대한 연구’를 진행한 명덕고 S.Mu.R.F팀을 만났다. 

다운 패딩 충전재의 윤리적 문제 제기
STEAM R&E는 학생 스스로 주제를 선정하고 연구를 수행하는 과정을 통해 창의력 및 문제해결 역량을 함양하는 활동으로 명덕고 S.Mu.R.F팀(연구원: 천승우, 김대선, 변경환, 설단혁, 지도교사: 이세연)은 ‘버섯 균사체의 동물성 충전재 대체 가능성에 대한 연구’를 진행했다.
“다운 패딩의 충전재로 사용되는 깃털을 생산하는 과정에서 깃털을 마구 뽑는 생명 윤리적 문제와 동물 사육 과정에서의 환경적 문제 등이 발생합니다. 우리 연구팀은 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안으로 버섯 균사체를 이용한 다운 패딩 충전재를 탐색해 보고자 연구를 시작하게 됐습니다.”
이미 ecaovative사의 버섯 균사체를 이용한 단열재와 미군의 군사용 방한의류 소재 개발 프로젝트로 진행한 인공 충전재 프리마로프트(Primaloft)가 선행연구 돼 있었지만 팀원들은 버섯 균사체로 충전재를 만들어 동물성 충전재 대체 가능성에 대해 연구하기로 했다.

균사체 충전재와 거위털 보온성 비교
팀원들은 먼저 균사체 충전재를 만들고 거위털과 보온성 비교 실험을 했다. 각각의 정육면체 용기에 같은 부피의 거위털과 균사를 넣고 시간별 온도변화를 측정했다. 균사 충전재와 거위털의 밀도 비교 실험도 진행했다.
실험 결과 균사 충전재가 거위털보다 보온성은 뛰어났으나 밀도 부분에서 거위털보다 3배정도 무겁다는 것이 드러났다.
“보온성 부분에서 균사 충전재는 동물성 충전재의 대체재로 적합성을 보였으나 밀도 부분에서 부족하게 나타났습니다. 하지만 고등학생의 연구수준으로 배지와 균사의 완전한 분리를 이끌어 내지 못했기 때문에 이 문제가 해결된다면 무게 차이는 줄어들 것이라 예상됩니다.”
충전재 양과 보온성의 최적 조합을 찾는다면 무게 문제의 추가적인 해결도 가능하다는 것이 팀원들이 도출해낸 결과다. 앞으로 팀원들은 균사 충전재가 동물성 충전재의 환경적·윤리적·경제적 문제를 해결하는 대체재로 가능성이 충분하다고 판단하고 충전재 양과 보온성에 대해 정밀한 실험으로 발전시킬 계획이다.

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