초록잎연구소가 암면 대체 재배소재를 개발하는 이유

암면을 대체하려면, 먼저 작물을 키우는 동안 암면이 해온 역할을 해낼 수 있어야 합니다.

초록잎연구소는 스마트팜에 적용할 수 있는 암면 대체 재배소재를 개발하고 있습니다. 현재 다루는 것은 SAP 기반 소재와 화분에 꽂아 사용하는 수분·영양 공급용 복합 스틱입니다. 작은 스틱과 스마트팜 배지는 형태도, 쓰임도 다릅니다. 그렇다면 왜 이 두 가지를 함께 연구할까요?

두 제품을 검토할 때 공통으로 마주하는 질문이 있기 때문입니다. 물을 머금은 소재가 식물이 자라는 동안 어떤 상태를 유지해야 하는가. 이 질문을 소재 배합과 형태, 제작 과정, 실제 재배환경에서 하나씩 확인하고 있습니다.

암면은 무엇을 하는 소재일까요?

암면은 암석을 고온에서 가공해 섬유 형태로 만든 소재입니다. 재배용 암면은 이 섬유 사이 공간에 물과 공기를 확보하고, 뿌리가 자리 잡는 환경을 제공합니다. 수경재배에서 사용하는 블록이나 슬래브 형태의 배지가 그 예입니다.

암면은 보수성과 통기성을 갖춘 재배소재인 동시에, 생분해되지 않아 사용 후 처리도 고려해야 하는 소재입니다. 이 특성은 플로리다대학교 IFAS의 수경재배 배지 안내에서도 설명하고 있습니다.

초록잎연구소가 대체 소재를 개발하는 이유는 암면의 역할을 무시해서가 아닙니다. 작물을 키우는 기능을 유지하면서, 사용 후 처리까지 함께 검토할 수 있는 다른 선택지를 만들기 위해서입니다.

흡수량 하나로 판단하지 않습니다

물에 넣었을 때 부풀어 오르는 모습은 눈에 잘 들어옵니다. 하지만 초록잎연구소가 확인하려는 것은 변화의 크기만이 아닙니다. 물을 머금은 상태에서 형태가 얼마나 유지되는지, 뿌리 주변에 공기가 드나들 여지가 있는지, 재배환경에서 어떤 변화가 생기는지도 함께 살펴보려 합니다.

물과 공기가 뿌리 환경에서 함께 중요하다는 점은 오클라호마주립대학교의 수경재배 안내에서도 다룹니다. 그래서 저희는 다음 항목을 개발 기준으로 두고 있습니다.

수분: 물을 흡수한 뒤 보유하고 내보내는 양상이 어떠한가.
통기: 소재가 젖고 부풀었을 때 주변 공간이 어떻게 달라지는가.
형태: 사용 중 쉽게 처지거나 끊어지지 않는가.
사용 후: 사용기간 이후의 분해와 처리 조건을 어떻게 설계할 것인가.

이 항목들은 현재 제품이 모두 충족했다는 성능표가 아닙니다. 배합과 구조를 바꿀 때 무엇을 확인할지 정하기 위한 기준입니다.

화분용 스틱으로 확인하는 것

현재 개발 중인 복합 스틱은 화분에 직접 삽입하는 형태입니다. 소재의 흡수 특성과 영양 성분의 전달 가능성을 함께 검토하고, 제작과 사용 과정에서 생기는 문제를 확인하는 시제품입니다.

스틱에는 십자형 단면을 적용하고 있습니다. 토양과 만나는 면, 삽입할 때의 형태 유지, 물을 머금고 팽창할 공간을 함께 고려한 설계입니다. 이 구조가 의도대로 작동하는지는 제작과 시험으로 확인해야 합니다.

압출 다이도 3D프린터로 제작해 형상을 검토하고 있습니다. 소재가 출구를 통과하는 것뿐 아니라 나온 뒤에 처지지 않는지, 건조 후에도 형태가 남는지까지 이어서 봐야 합니다. 한 장의 완성 이미지 뒤에는 이런 작은 판단이 반복됩니다.

스틱의 결과가 곧 배지의 성능은 아닙니다

화분용 스틱에서 배합과 성형 조건을 검토하더라도, 그 결과를 스마트팜 배지의 성능으로 바로 옮길 수는 없습니다. 스틱은 토양에 추가하는 소재이고, 배지는 작물의 뿌리 환경을 구성하는 재료이기 때문입니다.

초록잎연구소는 스틱 개발에서 얻는 제작 경험을 축적하면서, 암면 대체 배지는 별도의 목표로 검증해 나가려 합니다. 실제 양액과 재배조건에서의 변화, 작물 생육, 교체와 취급, 생산비용까지 검토해야 비로소 사용할 수 있는 대안인지 판단할 수 있습니다.

개발 중인 것
SAP 기반 배합과 화분용 복합 스틱의 형상·제작 조건 검토

중장기 목표
스마트팜에서 암면을 대체할 수 있는 재배소재 개발

별도로 확인할 것
작물별 성능, 사용기간 중 안정성, 분해 조건, 생산·사용 비용

이 블로그에는 개발의 판단을 기록합니다

앞으로 이곳에서는 소재를 선택한 이유, 구조를 바꾼 이유, 제작 중 관찰한 변화와 다음에 확인할 항목을 기록하려 합니다. 일반적인 소재 정보에는 참고자료를 붙이고, 시제품에서 관찰한 결과는 시험조건과 함께 구분해 소개하겠습니다.

사용하는 동안 필요한 역할을 하고, 사용이 끝난 뒤의 처리까지 고려할 수 있는 재배소재. 초록잎연구소가 확인해 나가려는 방향입니다.

다음 개발 이야기: 화분용 스틱을 십자형으로 설계한 이유

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