바이오 베이스 접착제가 자동차산업의 이목을 끌고 있다.
아사히카세이(Asahi Kasei)와 일본 산업기술총합연구소(AIST)는 공동으로 에폭시(Epoxy)계 접촉제와 대등한 강도를 지닌 연두벌레(Euglena) 유래 접착제를 시험 제조했다.
연두벌레가 비상시 영양원으로 체내에 저장하는 다당 파라밀론(Paramylon)에 지방산을 조합함으로써 박리와 재접착이 가능해 자원 순환에도 기여할 것으로 예상된다.
연두벌레는 건강식품과 바이오연료 영역에서 주목받고 있으나 접착제 등 화확제품으로 응용하는 사례는 흔치 않은 편이다.
담수에서 사는 연두벌레는 광합성을 통해 이산화탄소(CO2)로부터 영양을 흡수하며 빛이 없는 곳에서는 물속의 당을 섭취하는 등 식물과 동물의 성질을 모두 가지고 있다. 또 빛이 없고 당도 고갈된 환경에서는 직접 저장한 파라밀론으로 대사작용을 일으켜 생명을 유지할 수 있다.
AIST는 10년 이상 전부터 높은 수율 등을 고려해 파라밀론을 생물 유래 소재로 주목하고 화학수식을 통해 열가소성을 부여한 바이오 플래스틱 등에 도전했으며 관련 연구의 연장선에서 식용유지에 포함되는 지방산과의 조합을 시험한 것으로 알려졌다.
연두벌레로부터 파라밀론을 추출해 화학적으로 지방산을 첨가해 분말 파라밀론에스테르를 얻은 다음 열프레스한 투명필름을 부품 사이에 두고 다시 열을 가하면 부품들이 접착된다.
접착제는 경량화 트렌드를 타고 자동차산업 등에서 수요가 증가하고 있으나 기존의 바이오 베이스 개발제품은 성능 면에서 부족한 것으로 평가되고 있다.
반면, 연두벌레 유래 접착제는 알루미늄을 사용한 실험에서 인장강도가 30MPa을 기록했다. 자동차 분야에서 사용하는 에폭시계 접착제가 20-30MPa, 과거에 보고된 바이오 베이스 접착제 가운데 최고치가 18MPa이라는 점을 고려하면 획기적인 성과로 평가된다.
연구진은 접착제를 냉각하면 박리가 가능하고 재가열하면 재접척 가능함을 확인하고 접착과 박리에 필요한 온도를 조사하고 있는 것으로 알려졌다. 온도는 설계를 통해 일정 수준 조정할 수 있을 것으로 예상된다.
자동차용 접착제가 사용되는 보디 등 온도가 극단적으로 상승하지 않는 부품에서는 바이오 베이스로 대체가 가능할 수 있다. 다만, 아직 실험실 수준의 성과이며 상용화 시 코스트 등은 과제로 남은 상황이다.
연구를 주도한 AIST 바이오메디컬 부문 관계자는 “연두벌레 배양은 난도가 낮아 전문기업이 협력하면 배양 효율이 비약적으로 개선될 가능성이 있다”고 덧붙였다. (윤)