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땅속에서 100% 녹는데 잘 안 찢어지는 비닐봉지 개발

한국화학연구원(화학연)은 오동엽·황성연·박제영 박사가 바이오 플라스틱 기반 생분해성 고강도 비닐봉지를 개발했다고 4일 밝혔다. [사진 한국화학연구원 제공=연합뉴스]

한국화학연구원(화학연)은 오동엽·황성연·박제영 박사가 바이오 플라스틱 기반 생분해성 고강도 비닐봉지를 개발했다고 4일 밝혔다. [사진 한국화학연구원 제공=연합뉴스]

국내 연구진이 생분해성 비닐봉지의 잘 찢어지는 문제를 해결할 수 있는 기술을 내놨다.
 
한국화학연구원(화학연)은 오동엽·황성연·박제영 박사가 바이오 플라스틱 기반 생분해성 고강도 비닐봉지를 개발했다고 4일 밝혔다.
 
이 비닐봉지는 자체 간이실험 결과 땅속에서 6개월 이내 100% 분해되는 것으로 확인됐다. 바이오 플라스틱은 사탕수수·옥수수·나무·볏짚 등으로 생성된 바이오매스 기반 단량체(단위분자)와 석유 부산물 기반 단량체를 중합해 만든다. 지하에서 생분해되지만 인장강도가 약해 쉽게 찢어지는 한계가 있었다.
 
생분해 실험. [사진 한국화학연구원 제공=연합뉴스]

생분해 실험. [사진 한국화학연구원 제공=연합뉴스]

화학연 연구진은 목재펄프와 게 껍데기에서 추출한 보강재를 첨가하는 방법으로 취약점을 보완했다. 목재펄프와 게 껍데기에서 각각 셀룰로스와 키토산을 추출해 화학처리 한 후 고압 조건에서 잘게 쪼갰다. 나노섬유가 분산된 수용액을 바이오 플라스틱 제조 시 함께 넣어 기계적 물성을 극대화했다.  
 
이렇게 만든 새 비닐봉지 인장강도는 65∼70㎫(메가파스칼) 정도다. 흔히 쓰는 석유계 플라스틱인 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌(PE) 인장강도가 40㎫ 정도인 것을 고려하면 무척 질긴 수준이다. 잘 안 찢어지는 플라스틱의 대명사로 낙하산이나 안전벨트 소재로 쓰이는 나일론과 유사하다.  
 
별도의 항균처리 없이 자체적으로 식품 부패를 방지하는 항균 능력도 갖췄다. 게 껍데기의 키토산 덕분이다. 대장균에 노출한 후 48시간을 지켜보는 실험 결과 바이오 플라스틱 필름 대장균은 90% 사멸했지만 PP와 PE 필름의 것은 거의 죽지 않았다.  
 
화학연 미래융합화학연구본부 바이오화학연구센터 황성연 센터장(왼쪽부터), 오동엽 박사, 박제영 박사. [사진 한국화학연구원 제공=연합뉴스]

화학연 미래융합화학연구본부 바이오화학연구센터 황성연 센터장(왼쪽부터), 오동엽 박사, 박제영 박사. [사진 한국화학연구원 제공=연합뉴스]

황성연 바이오화학연구센터장은 "가까운 미래에 대형마트에서 쓰는 비닐봉지, 과일을 포장하는 비닐 롤백, 커피음료 빨대를 우리가 개발한 친환경 소재로 바꾸고 싶다"고 말했다.  
 
관련 기술을 소개한 논문은 '카보하이드레이트 폴리머'(Carbohydrate Polymers) 등 3편의 외국 저널에 실렸다. 국내 특허도 2건 등록했다.
 
연구를 주도한 오동엽 박사는 "최근 불거진 국내 플라스틱 쓰레기 문제를 해결하는 데 이바지할 수 있기를 바란다"는 소감을 전했다.
 
연구는 한국화학연구원·울산광역시 기술협력 사업으로 수행했다.  
 
김지혜 기자 kim.jihye6@joongang.co.kr
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