현대 일상에서 없어서는 안 될 소재를 꼽는다면 여러 가지가 있겠지만 그 중 하나에 꼭 들어갈 소재가 있습니다. 바로 유리인데요. 유리는 재활용이 용이하고 투명하고 단단한 외관 덕분에 다양한 분야에서 활발히 사용되고 있습니다. 과학 기술의 발전으로 신소재가 계속 개발되고 있지만, 유리는 오랜 세월 인류와 함께 발전하며 신소재 못지않은 능력을 보여주고 있습니다.
그렇다면 유리는 어떻게 우리와 함께하게 되었을까요. 유리의 기원을 확인하려면 고대까지 거슬러 올라가야 하는데요. 고대 사람들이 야영 중 불을 지피는 과정에서 바닥에 생긴 물질이 모래와 소금, 석회질과 반응하여 만들어진 것을 최초의 유리로 추정하고 있습니다.
추후 고대 이집트와 메소포타미아 문명에서 유리 제작 기술이 발전하기 시작했는데 이들은 유리를 활용하여 장식품, 용기, 장신구 등을 만들었고 고대 그리스와 로마 시대에는 핸드 블로잉 기술의 발명으로 판유리 제조가 가능해져 건축, 거울 등에 활용하기 시작했습니다.
유리의 제조방법은 크게 '코어성형'과 '주조성형'으로 나누어지는데요.
코어성형은 유리를 만들 때 내부에 코어를 삽입하여 유리 용기 형태로 제조한 후 코어를 제거하는 방식으로 특수 유리 제품에 주로 활용되며, 주조성형은 액체 상태의 재료를 주형에 부어 제품을 만드는 방식으로 중력이나 압력을 이용하여 제작하는 방식입니다.
◆ 코어성형의 특징
- 장점
1. 중공 유리 제품 제작 가능
2. 복잡한 형태의 유리 제품 제작 가능
3. 전통적인 유리 제작 기술의 계승
- 단점
1. 코어 제거 과정 복잡
2. 코어 재사용이 어려워 비용 증가
3. 상대적으로 생산성이 낮음
◆ 주조성형의 특징
- 장점
1. 대량 생산에 적합
2. 비교적 저렴한 제작 비용
3. 다양한 재료 적용 가능
4. 복잡한 형태도 제작 가능
- 단점
1. 상대적으로 제품 표면 품질이 낮음
2. 내부 기공 발생 가능성 보유
3. 금형 제작 및 유지보수 비용 발생
현대에 와서는 기술의 발전으로 유리 제조방법이 세분화되었는데요. 다음과 같습니다.
1. 원료 배합
유리의 품질 및 성능을 조절하기 위해 다양한 원료들을 적절히 배합
2. 용융
배합된 원료를 고온에서 용융하여 유리 융액 제조
3. 성형
용융된 유리 융액을 원하는 형태로 성형
4. 서냉
성형된 유리를 천천히 식혀 유리 강도 증가
5. 강화 및 코팅
필요에 따라 유리의 강도를 높이기 위한 강화 및 코팅 진행
6. 재활용
환경 보호, 자원 순환, 경제적 이점 등을 고려하여 유리 재활용
기술의 발전으로 유리는 고품질의 거울, 렌즈, 조명, 디스플레이 등 다양한 분야에 활용되고 있는데요.
미래에는 활용 범위을 점차 넓여 더 많은 곳에 적용될 예정이라고 하니, 유리에 어떤 기술이 적용될지 궁금해지는데요.
대표적으로 아래와 같은 것들이 있습니다.
- 스마트 유리
전기 신호를 이용한 투과율 조절, 정보 디스플레이 등의 기능을 구현하여 효율성, 편의성, 정보 전달 등 다양한 측면에서 활용도 증가
- 3D 센싱
3D 센싱 기술을 통해 유리의 두께, 균일성, 결함 등을 정밀하게 검사하여 품질 및 공정 최적화
- 광통신
가는다란 유리 섬유로 구성된 광섬유를 이용하며 광에너지를 통해 데이터를 전송하여 더 많은 양의 데이터를 더 멀리 전달
- VR, AR
가상현실 및 증강현실 기술에 적합한 유리를 사용하여 영상 선명도를 높이고 실감 나는 정보 제공
- 투명 디스플레이
LG 디스플레이가 세계 최초로 개발하여 양산에 성공한 기술로 일반 유리처럼 투명한 화면에 정보를 표시하는 미래형 디스플레이
이렇듯 유리는 단순한 소재를 넘어 미래 기술의 핵심 요소로 자리 잡고 있습니다. 앞으로도 어떤 유리 소재가 등장하여 우리 생활에 더욱 유용하게 해줄 수 있을지 벌써부터 기대가 되네요!
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