커피 찌꺼기와 버섯으로 만든 친환경 플라스틱 대체재 개발

커피 찌꺼기와 버섯 포자를 이용해 3D 프린팅이 가능한 생분해성 플라스틱 대체재가 개발됐다. 워싱턴대학교 연구진은 이 소재가 플라스틱 폐기물을 줄일 수 있는 지속 가능한 대안이 될 것으로 기대하고 있다.

워싱턴대 인간 중심 디자인 및 공학 박사과정에 재학 중인 단리 루오(Danli Luo)는 에스프레소 머신에서 배출되는 커피 찌꺼기에서 착안해 연구를 시작했다. 커피 원두의 약 30%만이 물에 녹는 성분이며, 미국에서는 매년 72만 톤가량의 커피가 소비되지만, 이 중 약 68%가 찌꺼기로 버려진다.

연구진은 커피 찌꺼기를 반죽 형태로 만들어 3D 프린터를 통해 다양한 형태로 출력하고, 여기에 영지버섯 포자를 주입해 `균사체(mycelial skin)`라 불리는 조직을 자라게 했다. 이 균사체는 출력물의 표면에 얇은 껍질을 형성하며, 물체를 단단하고 방수성 있는 구조로 전환시킨다. 특히 복잡한 디자인 구조에서는 서로 떨어져 출력된 부품들이 균사체를 통해 하나로 융합되기도 한다.

‘마이코플루이드(Mycofluid)’로 명명된 이 생물 기반 반죽은 커피 찌꺼기 외에 현미 가루, 영지버섯 포자, 잔탄검, 물 등을 섞어 만든다. 연구진은 워싱턴대 머신 에이전시 연구실과 협업해 리터 단위 반죽을 출력할 수 있는 새로운 프린터 헤드도 제작했다.

연구팀은 이 반죽을 활용해 유리잔용 포장재, 꽃병 조각, 모아이 석상 조형물, 나비 모양의 소형 구조물 등 다양한 시제품을 제작했다. 완성된 소재는 스티로폼보다 무겁지만, 밀도는 종이상자나 목탄에 가까우며, 물에 노출돼도 형태가 유지되는 내구성을 보였다. 구조적 강도 또한 스티로폼 수준으로 평가됐다.

루오 연구원은 “자영업자들이 손쉽게 맞춤형 포장재를 제작할 수 있도록 지속 가능한 재료를 개발하는 데 관심이 있다”며 “유리처럼 깨지기 쉬운 제품을 위한 새로운 포장 솔루션을 모색 중”이라고 밝혔다.

이번 연구는 미국 국립과학재단(NSF)의 지원을 받았으며, 결과는 학술지 `3D 프린팅 앤 애디티브 매뉴팩처링(3D Printing and Additive Manufacturing)`에 게재됐다.

연구진은 향후 균질한 커피 찌꺼기를 대체할 수 있는 다양한 바이오 폐기물 재료를 탐색할 계획이다. 루오는 “음식물 쓰레기와 같은 다른 바이오 소재로의 확장을 통해 플라스틱 폐기물 문제에 유연한 해결책을 제시하고 싶다”고 말했다.

커피 찌꺼기와 버섯으로 만든 친환경 플라스틱 대체재 개발, 비건뉴스, 2025년 04월 10일 입력, 

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