목재화학실험 | 목재 조직의 육안적 특징 및 세포 구성 특징 조사

목재는 여러 종류의 세포가 모여 이루어진 집합체로서 그 구조는 육안적 구조와 현미경적 구조로 구분될 수 있다. 육안적 구조는 육안으로 관찰할 수 있는 구조적 특징을 말하고, 현미경적 구조는 현미경으로 관찰할 수 있는 세포의 형태 및 조직의 특징을 말한다. 특히 우리가 목재를 육안으로 볼 때, 현미경으로 보지 않더라도 목재의 많은 구조를 볼 수 있다. 그러므로 우리는 육안적, 현미경적 관찰 실험을 하기 전 목재의 구조적 특성을 미리 알고, 더 나아가 목재의 성질을 알 수 있게 하는 목재 조직의 세포 구성에 대해서도 알아보자.

 

 

목재 조직의 육안적 구조와 특징

1. 연륜

형성층의 세포분열로 새로운 세포가 추가되어 수목의 생장이 이루어지는데 한 생장기간마다 형성된 목부조직이 수를 중심으로 횡단면상에 동심원상으로 층을 형성한다. 이를 생장층(연륜층)이라 하며, 그 단면을 생장륜(연륜, 나이테), 생장륜 상호 간의 경계를 생장륜계라고 한다. 그러나 생장 중에 안좋은 외부적 요인이 있을 때, 불연속 생장륜이 생기거나 1년에 원이 2개 생기는 위연륜이 생성된다. 이 때, 연륜은 춘재 시작과 추재 끝으로 1년이 결정된다. 여기서 춘재는 생장기 초기에 자라 세포벽이 얇고 세포가 크다. 하지만 추재는 세포벽이 두껍고 작은 세포로 구성되어있다.

 

2. 심재와 변재

심재는 짙은 색을 띠며, 변재보다 목질이 단단하고, 나무의 줄기를 지탱한다. 또한 죽은 세포가 많아 화학물질이 다량 침작되어 있어 물리적 성질이 떨어진다. 하지만 변재는 연한 색을 띠며, 심재보다 목질이 연하고, 살아있는 세포로 구성되어있어 물과 양분을 전달하고 저장한다. 변재는 세포가 노화함에 따라 심재화가 진행될 수 있다.

 

3. 기타

기타 조직에는 방사조직과 목리, 문리(문양), 옹이 등이 있다. 우선 방사조직은 수평방향의 통로역할을 하며 모든 나무에서 발견되나 활엽수에서 가장 쉽게 관찰된다. 다음으로 목리는 목재를 구성하는 세포나 조직의 배열상태로 크게 통직목리와 선회목리와 교착목리인 교주목리 등으로 나뉘어진다. 그리고 문리는 목재의 문양으로 목리, 연륜, 방사조직 등에 의해 결정된다. 끝으로 옹이는 산옹이와 죽은옹이로 나뉘는데, 산옹이는 형성층이 줄기와 연결되어 있어 줄기 내부에 파묻힌다. 하지만 죽은옹이의 경우 줄기의 형성층과 연결되어 있지 않으므로 줄기 내부에 있으나 건조 중에 쉽게 빠진다.

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목재 조직의 세포 구성과 특징

목재조직의 세포는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스, 리그닌, 그 외 추출물로 구성되어있다. 특히 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스, 리그닌은 목재조직의 가장 주된 성분들이다. 특히 이 세 성분은 목재조직의 중요한 특징을 보여주는데, 마이크로피브릴에서 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 비율로 인해 결정영역인지 비결정영역인지 알 수 있게 도와준다. 즉, 모든 목재에서 셀룰로오스가 40～45%로 가장 높은 비율을 차지하기 때문에, 마이크로피브릴이 대부분 결정영역이라는 것을 알 수 있게 도와준다. 또한 리그닌과 셀룰로오스의 비율은 목재가 활엽수인지 침엽수인지 알 수 있게 도와준다.

 

 

 

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