100% 생분해성 `바이오 플라스틱` 등장...자연퇴비 활용

보리(학명: Hordeum vulgare)에서 유래한 100% 생분해성 플라스틱이 등장했다. 이 신소재가 환경오염의 주범인 플라스틱의 대안이 될 수 있을지 주목받고 있다.

플라스틱은 내구성이 우수하고 제조비용도 낮아 식품 포장부터 의류, 항공기 부품, 의료기기까지 다양하게 사용되고 있다. 

하지만 자연 분해나 재활용이 어려워 세계적으로 재활용되는 플라스틱은 9% 정도에 불과한 것으로 알려져 있다. 페트와 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 정도만 일부 재활용되고 그 외에는 소각되거나 자연에 버려지거나 거대 플라스틱 매립지에 투기된다. 

최근 식물 유래 원료를 이용한 `바이오 플라스틱`이 주목받고 있다. 그러나 식물 원료라고 해서 자연적으로 분해가 쉽다는 의미는 아니다. 바이오 플라스틱 분해를 위해서는 전용 시설이 필요하고, 이 경우에도 재활용할 수 있는 것은 극히 일부다. 나머지는 폐기되거나 미세 플라스틱으로 남아 환경을 오염시킨다. 

이런 가운데 덴마크 코펜하겐대 안드레아스 블레나우(Andreas Blennow) 교수 연구팀은 자연에서 완전히 분해되는 100% 생분해성 바이오 플라스틱을 개발했다. 

블레나우 교수는 "인류는 플라스틱 폐기라는 큰 문제를 안고 있으며 재활용만으로 해결할 수 없다. 우리는 기존 바이오 플라스틱보다 강도가 높고 물에 견딜 수 있는 새로운 유형을 개발했다. 이 소재는 100% 생분해성이며, 쓰레기통 이외의 장소에 버려져도 미생물에 의해 퇴비로 변환된다"고 말했다. 

연구팀이 발명한 바이오 플라스틱은 자연적으로 분해되는 여러 물질로 구성되어 있다. 주원료는 옥수수·감자·보리 등 식물 전분에 함유된 아밀로스(amylose)와 식물섬유 주성분인 셀룰로오스(cellulose)다. 

아래가 연구팀이 진행한 플라스틱 재료 분해 실험이다. 상단 맨 왼쪽은 일반적인 LDPE 플라스틱 필름이고, 상단 가운데와 오른쪽(빨간 사각형 표시)이 연구팀이 개발한 바이오 플라스틱이다. 하단은 기존 바이오플라스틱 3종이다. 연구팀의 바이오 플라스틱 제품 2종만 시간이 흐를수록 거의 분해되어 사라지는 모습을 확인할 수 있다.  

연구팀은 스핀오프 기업을 설립해 `순수 아밀로스를 생산하는 보리`를 품종개량을 통해 만들어냈다. 순수 아밀로스는 일반 전분과 비교해 물과 상호작용했을 때 페이스트 형태가 되기 어려워 내수성을 갖춘 바이오 플라스틱 제작에 중요한 원료가 된다. 

또 연구팀은 지역 설탕 산업 폐기물로 만들어진 나노 셀룰로오스를 사용한다. 굵기는 린넨과 면섬유의 1000분의 1에 불과해, 기계적 강도를 높이는 역할을 한다. 

블레나우 교수는 "아밀로스와 셀룰로오스는 길고 강한 분자 사슬을 형성한다. 이를 조합해 내구성과 유연성이 뛰어난 신소재가 탄생했다"고 말했다.  

연구팀의 바이오 플라스틱은 원료를 물에 녹여 혼합하거나 가압하에서 열을 가하는 방식으로 제조된다. 이를 통해 만들어진 작은 조각(Pellet)을 처리해 원하는 모양으로 플라스틱을 제작할 수 있다. 

연구팀은 보리 플라스틱의 특허를 출원 중이며, 이미 덴마크 포장업체 두 곳과 식품 포장 프로토타입 개발에 착수한 것으로 알려졌다.

블레나우 교수는 "플라스틱은 효율적인 재활용이 어렵기 때문에, 지구를 오염시키지 않는 신소재 개발이 중요하다. 이번 기술을 적용한 다양한 보리 플라스틱 패키지 프로토타입이 1~5년 안에 개발될 것으로 생각한다"고 말했다. 

100% 생분해성 `바이오 플라스틱` 등장...자연퇴비 활용, 데일리포스트, 2024년 07월 01일 입력,

https://www.thedailypost.kr/news/articleView.html?idxno=105413