국립산림과학원 임산공학부는 우리나라 목재자원의 활용도를 높임으로써 저탄소사회를 실현하고 목재산업을 육성하기 위하여 노력하고 있습니다.
첫째, 목재의 재질 정보와 목구조물의 구조안정성 향상 및 주거성능 개선에 관한 연구를 수행하면서, 둘째, 목재의 재활용 기술과 나노기술을 접목한 첨단 신소재 개발과 목재의 내구성을 높이기 위한 난연 및 방부 기술 개발에 주력하고 있습니다.
셋째, 화석자원 고갈에 따른 대체에너지원 확보를 위해 목재자원을 이용한 연료를 개발하고 목재 내 유효성분을 탐색·변환하여 고부가가치를 창출하는 연구도 수행하고 있습니다. 이 세 가지 영역에 대한 연구 성과를 살펴보도록 하겠습니다.

작성자: 임산공학부 임업연구관 김명길, 임업연구사 엄창득, 임업연구관 손동원

 

첫째, ‘목재 재질 정보 및 목구조시스템 구축’

이 분야는 목재의 최적 이용을 위한 재질정보 연구를 바탕으로 공학목재 및 목조건축 연구를 통해 지속가능한 목재의 고부가가치 이용을 목표로 하고 있습니다.

① 목재의 재질 변이 및 물성제어 기술입니다. 지역별 소나무의 재질인자에 대한 나노 수준의 역학성능 정밀 측정 연구를 통하여 소나무의 재질 발현기작 해명과 지역별 재질 변이원인 구명을 통하여 소나무재의 부가가치를 높이기 위한 기초연구를 추진하고 있습니다.
② 목재의 생력 가공기술, 이용성능 개선입니다. 목재의 건조기술, 프리커트 부재가공 기술, 구조용 집성재 등 공학목재 요소 기술, 목재제품 표준화 연구를 수행하고 있습니다. 또한 목재의 고주파 가열에 따른 수종(나무종류)별 최적 집성재 제조 조건 탐색을 통하여 집성재의 고속 생력 생산기술 및 성능향상 연구를 추진하였으며 「목재의 지속가능한 이용에 관한 법률」 시행에 필요한 목재제품의 품질표시제도 정착을 위하여 목재규격의 규격 및 품질 기준과 목재·제지산업 한국산업표준(KS) 등 표준화 연구를 수행하고 있습니다.
③ 목구조시스템 및 전과정 평가 연구입니다. 국산재를 활용한 목구조 건축의 확대를 위하여 접합부와 목구조시스템, 목조건축의 주거 및 내진성능 평가, 목재의 전과정 평가를 수행하고 있습니다. 아울러 목조교량의 구조내력 현장 평가 연구를 진행하고 있습니다.

둘째, ‘목질자원의 친환경 가공기술 및 신소재 연구’

이 분야는 목재제품의 환경성·내구성·안전성을 증대하고 목질자원의 최적 순환이용체계를 구축하기 위한 실용적인 목재가공 기술과 나노기술을 활용한 고부가 목질 신소재 개발을 목표로 연구를 수행하고 있습니다.

① 나노기술 응용 목질신소재 연구입니다. 나노기술을 이용하여 목재에서 분리한 나노셀룰로오스(NC)를 이용하여 고성능·고출력 종이배터리 외고부가가치의 기능성 첨단 신소재를 개발하고 있습니다. 자원 순환형 목질계 복합재료(WPC) 연구를 통해 2015년 WPC의 품질 규격을 개선하고 있습니다.
② 합판보드산업의 경쟁력 제고를 위한 친환경 소재화 및 폐목재 재활용 연구입니다. 합판용 쌀가루 접착제는 새집증후군이나 새가구증후군이 전혀 없는 국내 생산 합판 제품의 고내구·친환경화에 크게 기여하고 있습니다. 탄화보드의 휘발성유기화합물(VOC)에 대한 흡착·분해 성능을 더욱 개선하는 제조기술을 개발하고 있습니다. 폐섬유판을 재활용하여 기능성 보드의 재료로 활용하고 있습니다.
③ 친환경 목재보존 및 내구성 증대기술 입니다. 목재에 처리할 수 있는 수용성 방염제(eGF, eco Green Flame-retardant)를 개발하였으며, 흰개미 방제를 위한 예방제 및 군체제거시스템 개발 과제에서 새롭게 개발한 방의제로 일본흰개미에 대한 방제효과와 안정성 연구를 진행하고 있습니다.

셋째, ‘목질계 바이오에너지 및 목질성분 이용 고도화 연구’

이 분야는 산림자원의 바이오연료화 및 목재 성분의 화학적·생물학적 처리에 따른 변환이용을 통한 목재자원의 가치 증진을 위해 목질계 바이오에너지 생산기반 기술 구축, 목질성분의 변환이용 기술, 생물학적 목질성분 분해 및 이용기술에 관한 연구, 산림버섯연구를 수행하고 있습니다.

① 목질계 바이오에너지 생산기반 기술입니다. 국내 미이용 산림바이오매스를 에너지밀도가 개선된 반탄화 연료로 개발하고 있습니다. 실증규모 목재 당화처리 및 발효 기술력에 주력하고 있으며, 고수율의 바이오오일 생산을 위한 최적의 급속열분해 공정 개발, 바이오오일의 물리화학적 특성 구명 및 바이오오일 개질(改質) 연구를 수행하고 있습니다.
② 목질성분의 변환이용 기술입니다. 목재 내 주성분인 리그닌을 이용한 탄소섬유 및 슈퍼캐퍼시터 등의 화학소재 개발, 목질계 바이오매스를 이용한 조사료 개발을 수행하고 있습니다. 또한, 숲에서 발산되는 피톤치드의 성분인 정유 은행 구축과 목재 내장재의 산림치유 효능과 같은 영향에 대해 조사하고 있습니다.
③ 생물학적 목질성분 분해 및 이용 기술입니다. 목재부후균을 포함한 산림미생물과 식물의 바이오생체정보(유전체, 전사체, 단백질체)를 활용해 유용성분 변환 및 신물질 대량생산 시스템을 구축하고 있습니다.
④ 산림버섯 연구입니다. 표고의 상품성과 기능성을 가진 신품종 개발인 골든씨드프로젝트, 송이의 인공재배를 포함한 생리·생태적 특성 이해에 주안점을 두고 있으며, 꽃송이버섯 등 산림미생물자원의 새로운 자원 발굴을 통한 산림버섯 이용과 재배법 개발에 주안점을 두고 있습니다.

이처럼, ‘목재과학의 메카, 국립산림과학원 임산공학부’는 앞으로도 ‘국민행복, 국토건강, 세계녹화를 선도하는 산림과학기술의 개발과 보급’ 이라는 기관의 미션과 ‘국민에게 사랑받는 글로벌 산림연구기관’이라는 비전을 가지고 임산공학을 공부하고 이용하고 사랑하는 학계, 관련 업계, 더 나아가 국민들에게 최상의 서비스를 제공할 것입니다.

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