파이크레테

피크레테는 냉동 얼음 복합체다.^[1]원래 약 14%의 톱밥이나 다른 형태의 목재 펄프(종이 등)와 86%의 무게(중량 기준 6~1)의 얼음으로 만들어졌다.제프리 파이크는 제2차 세계대전 당시 영국 왕실 해군의 초대형 항모의 후보 자료로 이를 제안했다.파이크테트는 열전도율이 낮아 상대적으로 용해 속도가 느린 것은 물론 일반 얼음과 비교해 강도와 강도가 크게 향상된 등 특이한 특성이 특징이다.이러한 물리적 특성은 재료가 동결되어 있는 한 재료가 콘크리트에 필적할 수 있다.

파이크레테는 동결 과정에서 팽창하기 때문에 콘크리트보다 형성이 약간 더 어렵다.다만 원료로 바닷물을 이용해 보수·유지할 수 있다.이 혼합물은 어떤 형태로든 성형하여 얼릴 수 있으며, 얼음이 언 온도 또는 그 이하로 유지되는 한 튼튼하고 내구성이 있다.점진적인 크리프 또는 처짐 저항은 온도를 -15°C(5°F)까지 더 낮춰 개선한다.

역사

제2차 세계 대전 중

제프리 파이크는 1942년경 마운트배튼 경에게 (실제로 파이크테트가 발명되기 전) 그의 제안의 가능성을 간신히 납득시켰고, 캐나다 앨버타의 두 곳에서 재판이 진행되었다.얼음으로 만든 배에 대한 아이디어는 캐나다 로키스의 패트리샤 호수에 길이 18m, 1000t짜리 배가 한 달 만에 만들어질 정도로 미국과 캐나다에 깊은 인상을 남겼다.그러나, 그것은 피크레테가 제안되기 전에, (호수로부터) 평빙을 이용하여 건설되었다.여름 내내 녹는 데 약간 이상이 걸렸지만, 평지 얼음은 너무 약한 것으로 판명되었다.Pyke는 Herman Mark와 그의 조수로부터 나무 섬유와 혼합된 물로 만들어진 얼음이 순수의 얼음보다 훨씬 더 강한 고체 덩어리를 형성한다는 것을 알게 되었다.Max Perutz는 나중에 다음과 같이 회상했다.

그러던 어느 날 파이크가 이해하기 힘들다는 보고서를 건넸다.나치가 오스트리아를 전복하고 브루클린 폴리테크닉 연구소에서 안식처를 발견했을 때 그곳에서 자리를 잃었던 나의 전 비엔나 물리화학 교수 헤르만 마크의 것이었다.플라스틱 전문가로서 그는 플라스틱 중 상당수가 순수할 때는 부서지기 쉽지만 콘크리트를 철사로 보강할 수 있는 것처럼 셀룰로오스 같은 섬유질을 그 속에 넣어 튼튼하게 만들 수 있다는 것을 알고 있었다.마크와 그의 조수 월터 P.호엔슈타인은, 그들이 그것을 얼리기 전에 약간의 솜털이나 신문지문의 원료인 목재 펄프를 물에 넣고 휘저었고, 이러한 첨가물들이 얼음을 극적으로 강화한다는 것을 발견했다.

그들의 보고서를 읽었을 때, 나는 윗사람들에게 우리의 실험을 순수한 얼음으로 폐기하고 강화 얼음의 제조와 시험을 위한 실험실을 세우라고 충고했다.연합작전은 세인트 폴 대성당이 보이는 스미스필드 시장 지하 5층 지하에 있는 대형 육류상점을 요청했고, 항공사에게 발급된 종류의 전기 가열복 몇벌을 주문해 0℃(32℃) 미만의 온도로 우리를 따뜻하게 해주었다.그들은 나의 기술자로 일하기 위해 몇몇 젊은 특공대원을 상세히 설명했고, 나는 당시 물리학과 학생이었고 후에 케임브리지 공대 강사가 된 케네스 파스코를 초대하여 나를 도와주었다.우리는 젖은 나무펄프 덩어리를 얼리기 위해 큰 풍랑을 짓고 강화 얼음을 톱질하여 블록으로 만들었다.우리의 테스트는 곧 마크와 호엔슈타인의 결과를 확인했다.나무 펄프가 4% 정도 함유된 얼음 덩어리는 콘크리트처럼 강한 무게에 무게가 실렸다; 우리는 이 강화 얼음을 "피크리트"라고 불렀다.우리가 2피트의 정사각형과 1피트의 두께를 가진 순수한 얼음 덩어리에 라이플 총알을 발사했을 때, 그 블록은 산산조각이 났다; 그 총알은 작은 분화구를 만들어 아무런 손상 없이 박혀 있었다.내 주식은 올랐지만 프로젝트 하박국을 위한 것이라는 것 외에는 아무도 내게 무슨 피크테이트가 필요한지 말해주지 않았다.

— I Wish I'd Made You Angry Earlier, ^[2] Perutz, Max

페루츠는 나중에 하박쿠크 프로젝트가 거대한 항모를 건설하려는 계획이었다는 것을 알게 될 것이다. 사실 전통적인 의미에서 볼 때, 배보다는 떠다니는 섬에 가깝다.페루츠와 그의 협력자들이 런던에 있는 스미스필드 미트 마켓에서 동물 사체의 스크린 뒤에서 매우 비밀스럽게 실험을 했다.^[3][4][5]테스트 결과 파이크테이트가 순수 얼음보다 훨씬 강하며 산산조각이 나지 않는 것은 물론 -15℃(5℃) 이상의 온도에서 자체 무게로 쪼그라든다는 사실도 확인됐다.^[6]

이 돌파구에 대한 마운트배튼의 반응은 파이크의 전기 작가 데이비드 램프가 기록한다.

그 다음에 일어난 일은 마운트배튼 경이 널리 인용된 식후 연설에서 전쟁 후 몇 년 후에 설명되었다."나는 수상을 뵈러 체커스로 보내졌고 그가 목욕중이라는 말을 들었다.나는 '좋아, 바로 그곳이 내가 그가 있기를 바라는 곳이야'라고 말했다.나는 계단을 뛰어올라 그에게 소리쳤다. '나는 너의 목욕탕에 넣고 싶은 새로운 재료 한 덩어리가 있다.' 그 후, 그는 그것을 퀘벡 회의에 가져가야 한다고 제안했다.처칠의 김이 무럭무럭 나는 목욕탕에서의 시위는 가장 극적이었다.작은 피크리트 정육면체의 얼음막이 녹은 후, 갓 노출된 나무 펄프는 블록의 나머지 부분이 녹지 않도록 했다.

— Pyke, the Unknown Genius, ^[7] Lampe, David

또 다른 이야기는 1943년 마운트배튼 퀘벡 회의에서 윈스턴 처칠, 프랭클린 D와 함께 온 해군과 장군들의 수행원들에게 그 잠재력을 보여주기 위해 피크리트 한 덩어리를 가져왔다는 것이다. 루즈벨트.마운트배튼은 두 블록으로 프로젝트 미팅에 들어가 지상에 배치했다.하나는 정상적인 얼음 덩어리였고 다른 하나는 피크리트였다.이어 서비스 권총을 뽑아들고 첫 블록을 향해 총을 쏘았다.산산조각이 나고 갈라졌다.다음으로, 그는 발사체에 대한 그런 종류의 얼음의 저항성에 대한 아이디어를 주기 위해 피크레테를 향해 발사했다.총알이 블록에서 튀어 나와 어니스트 킹 제독의 바짓가랑이를 뜯고 결국 벽에 박혔다.그러나 페루츠 자신의 설명에 따르면, 총알이 제독을 강타한 사건은 실제로 런던에서 훨씬 일찍 일어났고, 총은 마운트배튼이 아닌 프로젝트에 참여한 누군가에 의해 발사되었다.^[8]

이러한 시험에도 불구하고, 주요 프로젝트 하박국은 자금의 한계와 전쟁의 조류가 더 전통적인 방법을 사용하여 연합군에게 유리하게 돌아가기 시작했다는 믿음 때문에 결코 실행에 옮겨지지 않았다.^[9]

이스메이 영국 장군의 회고록에 따르면 다음과 같다.

많은 부분, 고도의 기술적 고려는 또한 전투기가 해안가에 있는 비행장과 같은 시간이 될 때까지 반대편 착륙을 지원하기 위해 사용할 수 있는 부유식 플랫폼의 건설의 타당성 또는 장거리 비행기의 운반 기지 역할을 할 수 있는 가능성에 대해서도 고려되었다.원래 연합 작전 요원이 구상하고 마운트배튼이 극렬히 지지한 아이디어는 이러한 부유 플랫폼은 빙산으로 건설되어야 한다는 것이었다.그들은 느린 속도로 증기를 할 수 있는 엔진과 그들이 녹는 것을 막기 위한 냉동공장을 제공받을 것이다.그들은 이해할 수 없을 것이다.모든 것이 완전히 환상적으로 보였지만, 그 생각은 많은 조사 없이 버려지지 않았다.당시 미국 해군 당국은 다양한 대체 공사 방법을 검토했지만, 결국 운송업자와 보조 운송업자가 같은 목적을 보다 효과적으로 수행한다는 일반적인 합의가 있었다.

— The Memoirs of Lord Ismay, ^[10] Ismay, General Lord

제2차 세계 대전 후

제2차 세계 대전 이후, 피크레테는 과학적 호기심으로 남아있으며, 어떤 의미에 대한 연구나 건설에 의해서도 설명되지 않았다.그러나 파이크테이트에 대한 새로운 개념은 건축가, 엔지니어 및 미래학자 사이에서 종종 나타나는데, 보통 대규모 연안 건설의 잠재력이나 합성 복합 재료나 케블라와 같은 초강도의 재료를 적용함으로써 그것의 개선에 관한 것이다.

1985년, 오슬로 항구에서 파이크테트가 부두로 고려되었다.그러나 실제 환경에서 피케이트의 비신뢰성을 고려해 그 생각은 나중에 보류되었다.^[11]파이크테이트를 빙점 이하에서 보존할 필요가 있고, -15°C(5°F) 이상의 온도에서 자체 무게로 처지는 경향이 있으므로, 효과성과 공공 안전을 보장하는 대안을 고려했다.^[6]

2011년 빈 공과대학은 오스트리아의 오베르구르글 마을에 지름 10m(33ft)의 파이크테이트 아이스 돔을 성공적으로 건설했다.그들은 풍선에 얼음을 뿌리는 일본의 독창적인 기술을 얼음의 자연적 특성과 그 강도를 이용하여 향상시켰다.이 구조물은 햇빛이 얼음을 녹이기 전에 겨우 3개월 동안 서있어서, 그 구조물을 신뢰할 수 없게 만들었다.^[12]비엔나 공대의 연구원인 요한 콜레거는 그의 팀의 대안적인 새로운 방법이 노동자들에게 얼음처럼 흩뿌리는 것을 피하면서 더 쉽다고 생각한다.그들의 자유로운 구조를 만들기 위해, 콜레저와 그의 동료들은 먼저 8인치(200 mm)의 얼음 판을 16개의 세그먼트로 잘라냈다.돔 모양의 곡선을 만들기 위해, 연구원들은 얼음의 크리프 행동에 의존했다.얼음에 압력을 가하면 깨지지 않고 천천히 모양을 바꾼다.빙하가 움직이는 메커니즘 중 하나인 빙하 크리프는 유사한 기능을 한다고 연구자들은 말한다.^[12]

아인트호벤 공대는 2014년 핀란드 주카에서 피크레테 건축 프로젝트를 진행했는데, 이 프로젝트에는 사그라다 파밀리아의 아이스돔과 피크레테 스케일 모델이 포함됐다.^[13]그들은 세계에서 가장 큰 얼음 돔을 건설하려고 시도했다.사람의 실수로 풍선을 부풀린 상태로 유지하던 압축기의 플러그가 당겨져 풍선이 빠져 나갔다.네덜란드 학생들로 구성된 팀은 재빨리 풍선을 다시 부풀렸고, 무너진 돔 부분을 다시 자랑했다.그들은 공사를 계속했고, 결국 대중에게 돔을 개방했다.그러나 며칠 만에 지붕이 내려앉았다. 그 당시에는 그 자리에 방문객들이 없었다.^[14]

기계적 특성

파이크테이트의 내구성은 여전히 논의되고 있다.페루츠는 파쇄 강도 값을 약 1,100 psi(7.6 MPa)로 추정했다.^[9]

1943년 9월 소형 파이크리트 선박을 만드는 제안서에는 다음과 같은 특성이 포함되었다.^[15]

재료의 비교 특성

기계적 특성	얼음	콘크리트	파이크레테
파쇄 강도 [MPa]	3.447	17.240	7.584
인장강도 [MPA]	1.103	1.724	4.826
밀도 [kg/m³]	910	2500	980

미디어에서

2009년 디스커버리 채널 프로그램인 신화버스터즈 에피소드 115는 파이크테이트의 특성과 그 뒤의 신화를 시험했다.먼저 이 프로그램의 1차 진행자인 아담 새비지와 제이미 하이네먼은 공통의 얼음, 피크리트, 그리고 이 쇼를 위해 특별히 만들어진 새로운 재료의 기계적 특성을 비교했는데, 이 재료는 "슈퍼 파이크리트"라고 불리며, 목풀 대신 신문을 사용했다.두 버전의 파이크테이트 모두 수백 파운드의 무게를 견디며 얼음 덩어리보다 훨씬 강하다는 것이 입증되었다.슈퍼 파이크테이트는 원판보다 훨씬 강했다.

그 후 미신부스터는 슈퍼 파이크테이트로 실물 크기의 배를 만들어 '어데어데이즈 뉴스'라는 이름을 붙였고, 이를 현실 세계의 조건에 따르게 했다.신화부스터스호는 당초 계획에서 요구한 대로 파이크테이트를 냉동시키기 위한 냉동장치가 들어 있지 않았고, 2차 대전에서 제안된 대형 선박보다 훨씬 얇은 구조였다.시속 23마일(시속 37km)의 속도로 가까스로 떠다니며 온전한 상태를 유지했지만, 배가 서서히 녹으면서 순식간에 물이 새기 시작했다.20분 후에 보트는 악화되었고, 실험은 끝났다.그 보트는 해변으로 다시 조종되는 동안 10분 더 지속되었다.보트가 작동하긴 했지만 항모 전체를 파이크테이트로 건조할 수 있다고 주장한 당초 제안에는 비현실성이 크다는 지적이 나왔다.^[16]그들의 결론은 "믿을 수 있지만 우스꽝스러운" 것이었는데, 그것은 시원하게 유지되지 않고 가라앉을 수만 톤의 물질로 선박을 건조하는 것을 포함하기 때문이다.

2010년 BBC 프로그램인 'Bang Goes theory' 에피소드 26은 20피트(6.1m), 목재 펄프 대신 삼베로 만든 5톤짜리 피크리트 보트를 시험했다.젬 스탄스필드, 댈러스 캠벨, 리즈 본닌, 얀 웡 등 4명의 발표자들은 모두 보트가 엔진 마운트를 통해 물을 얻은 후 포츠머스 하버에서 구조되어야 했다.예상보다 따뜻한 9월 해역에서 예상보다 훨씬 빨리 녹은 후에 결국 전복되었다.

2013년 독일 TV 방송국 WDR의 프로그램인 Kopfball은 피크레트로 실험을 했지만 삼베 피브르와 목풀프를 교환했다.두께가 5cm인 판은 80kg 이상도 깨지지 않고 버티다가 구부러지기 시작했다.

Neal Stephenson의 2015년 소설 Seveneves는 낮은 지구 궤도 서식지와 우주선 선체를 건설하기 위해 파이크테이트를 허구적으로 사용하는 것을 묘사하고 있다.^[17]

99% Invisible's 3권 미니스토리 팟캐스트는 프로젝트 합박국과 2차 세계대전 중 유용한 건축 재료로 파이크테이트의 생성, 제안 및 최종 폐기에 관한 기사를 포함하고 있다.^[18]

아이작 아서 유투브 에피소드 "Colonizing Ceres"는 채굴할 소행성에 돔 서식지를 건설하기 위해 파이크테이트를 허구적으로 사용하는 것을 묘사하고 있다.^{[citation needed]}

참고 항목

• 시멘트본드목섬유
• 지반동결, 동결토양의 유사한 성질을 이용한 시공기술
• 프로젝트 합박국

각주

참조

외부 링크

• 파이크리트 - 로키 산맥의 얼음 배
• WW2 항모 제안
• 파이크테이트...아니면 죽지 않는 신화...
• http://pykreteusa.com/