화학뉴스

한국생산기술연구원(KITECH)이 나노 셀룰로스(Cellulose) 생분해성 필름을 개발했다.
홍성우 한국생산기술연구원 수석연구원 연구팀은 CNF(Cellulose Nano Fiber)를 이용해 강도 높은 생분해성 플래스 필름을 개발한 것으로 알려졌다.
2022년 글로벌 플래스틱 생산량이 4억3000만톤에 달하는 가운데 폐플래스틱이 일으키는 환경오염 문제를 해결하기 위해 생분해성 필름 연구가 활발히 진행되고 있지만 생분해 플래스틱은 범용 플래스틱 대비 기계적 물성이 떨어지는 단점이 있다.
특히, 친환경 플래스틱의 생분해성과 기계적 물성은 어느 하나를 충족하면 다른 하나를 달성하기 어려운 트레이드 오프가 존재하는데 연구팀은 CNF를 생분해성 플래스틱 PBS(Polybutylene Succinate)에 도입해 생분해성과 기계적 물성을 동시에 갖춘 필름을 개발하는데 성공했다.
나무에서 추출한 셀룰로스를 나노미터(10억분의 1미터) 수준으로 잘게 쪼갠 CNF는 생분해성이 높으면서 강도가 철의 5배에 달할 정도로 높아 제2의 탄소섬유로 주목받고 있다.
CNF는 수소 결합으로 강하게 뭉친 형태로 존재하는데 그대로 생분해성 플래스틱에 도입하면 오히려 기계적 강도가 떨어진다.
이에 연구팀은 옥수수에서 유래한 이소솔바이드(Isosorbide)를 함유한 기능성 분산제를 이용해 뭉쳐 있는 CNF 덩어리를 플래스틱 내에 고르게 분산시켜 기존 필름 대비 인성이 77% 높은 고강도 생분해성 필름을 만드는데 성공했다.
홍성우 연구원은 “2040년 플래스틱 오염 종식을 목표로 세계 175개국이 합의한 결의안에 따라 2024년 안에 글로벌 플래스틱 협약(Global Plastic Treaty) 합의문이 채택될 예정”이라며 “플래스틱 규제 강화에 대비해 천연 소재인 CNF를 친환경 보강재로 활용할 수 있는 기술을 개발했다”고 강조했다.
연구 결과는 5월1일 글로벌 학술지 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다. (윤)