화학뉴스

국내 연구진이 강철보다 강하고 200℃ 이상 고온에서 견딜 수 있는 바이오 플래스틱을 개발했다.
한국화학연구원은 오동엽, 박제영 미래융합화학연구본부 선임연구원과, 황성연 바이오화학연구센터장팀이 식물성 성분을 이용해 환경호르몬이 배출되지 않으면서 강하고 열에 잘 견디는 투명 바이오 플래스틱을 개발했다고 6월19일 밝혔다.
연구팀은 기존에 널리 사용되던 BPA(Bisphenol-A)를 대체할 강하고 친환경적인 플래스틱을 만들기 위해 연구를 시작했으며 식물성 성분인 이소솔바이드(Isosorbide)를 플래스틱을 만드는 일종의 블록처럼 활용해 블록을 길게 잇는 방식으로 친환경 고분자 플래스틱을 만들었다.
기존에도 식물 유래 물질을 블록으로 사용해 바이오 플래스틱을 만들려는 시도가 있었지만 안정성이 지나치게 높아 반응성이 떨어져 블록 연결이 어려웠고 강도가 BPA 등 기존 석유 플래스틱의 절반 이하로 약하다는 과제가 있었다.
연구팀은 해당 문제를 촉매를 활용해 해결했다.
기존에는 블록을 단순히 연결시키는 방식으로 제조해 강도가 약했으나 촉매로 화학반응을 촉진시킴으로써 마치 2개의 블록 사이를 녹여붙이듯 단단히 연결했다. 
결과적으로 단위무게당 강도가 강철보다 약 10% 강한 플래스틱을 만드는데 성공한 것으로 알려졌다.
현재까지 학계에 발표된 바이오 플래스틱 가운데 가장 강한 수준이며 인장강도 역시 석유계 플래스틱보다 우수할 뿐만 아니라 진공에서는 300℃ 이상, 산소가 있거나 압력 등 물리적 스트레스를 가하는 조건에서도 212℃를 버텼다.
연구팀 관계자는 “OLED(Organic Light Emitting Diode) 투명기판을 만드는 화학공정에서 300℃가 넘는 고온을 견뎠다”고 밝혔다.
열을 가했을 때 부풀어오르는 정도 역시 석유계 플래스틱의 2분의 1에서 10분의 1수준으로 적어 전자제품 사용 시 소재 팽창 문제도 적을 것으로 기대된다.
또 국제표준기준(ISO)에 따라 쥐의 표피와 진피 사이에 플래스틱을 넣고 염증 반응을 측정한 결과 5점 만점에서 1점 미만으로 아주 낮게 나와 인공뼈나 임플란트 등에도 사용이 가능할 것으로 예상된다.
연구팀은 2019년 4월에도 쉽게 분해되면서도 기존 비닐보다 오히려 1.75배 질긴 바이오 플래스틱을 개발하는 등 친환경 플라스틱 분야에서 성과를 내고 있다. (K)