박인주 기자
PET처럼 강한 식물성 플라스틱, 쓰레기장 환경에서 당으로 분해
이제 플라스틱오염 문제가 해결될 모양이다. 식물성 플라스틱이 나왔다. 이 식물성 플라스틱은 쓰레기장에서 손쉽게 당으로 변해서 분해된다. 물반 쓰레기반의 해양 플라스틱 오염의 큰 전환점을 맞을 수 있게된다.
플라스틱은 질기고 다재다능한 재료로, 사용할 때는 훌륭하지만 환경에 버려지면 그다지 좋지 않다. EPFL의 과학자들은 이제 화학적으로 재활용되거나 환경에서 무해한 당으로 분해될 수 있는 폐 식물 물질에서 파생된 새로운 PET와 같은 플라스틱 재료를 개발했다.
이 새로운 물질은 식물 세포의 단단한 벽을 구성하는 생체 고분자인 리그닌에서 플라스틱과 유사한 강도를 얻는다. 이전 연구에서 EPFL팀은 저렴한 화학물질로 나무와 나무껍질과 같은 비가식 식물재료를 요리하는 방법을 개발했다. 이 방법은 리그닌을 추출하고 플라스틱 전구체 재료를 생산하여 안정적으로 유지된다. 새로운 연구에서 연구원들은 더 다양한 바이오플라스틱을 만들기 위해 다르지만 관련된 화학물질을 사용했다.
연구의 제1저자인 로렌츠 만커(Lorenz Manker)는 "포름알데히드 대신 글리옥실산이라는 다른 알데히드를 사용함으로써 당 분자의 양쪽에 '끈끈한' 그룹을 간단히 클립할 수 있으며, 이는 당 분자가 플라스틱 빌딩 블록으로 작용할 수 있도록 해준다."라고 말했다. "이 간단한 기술을 사용하여 농업 폐기물 중량의 최대 25%, 또는 정제 설탕의 95%를 플라스틱으로 전환할 수 있다."
생성된 바이오 플라스틱은 기존 플라스틱의 많은 바람직한 특성을 보여주었다. 최대 100°C(212°F)의 온도를 견딜 수 있고 최대 77MPa의 인장 강도, 최대 2,500MPa의 강성을 가지며 산소와 수증기에 대한 강력한 장벽을 형성한다. 팀은 포장 필름, 3D인쇄용 필라멘트 또는 섬유로 회전할 수 있는 섬유를 만드는 데 사용할 수 있음을 시연했다.
재료의 환경 친화성은 생성에만 국한되지 않고 폐기도 친환경적이다. 현재 PET 플라스틱을 재활용하는 데 사용되는 공정을 사용하여 화학적으로 재활용할 수 있으며, 환경에 유입되면 미세 플라스틱이 아닌 구성 성분인 식물성 당으로 분해된다.
개발 중인 식물성 바이오플라스틱은 많이 있으며, 레고( Lego )와 코카콜라( Coca-Cola )와 같은 주요 기업은 이미 유비쿼터스 제품에서 이를 시험하고 있다. 이러한 모든 발전과 마찬가지로 대량생산으로 규모를 확대하려면 여전히 극복해야 할 장애물이 있지만, 이 경우 팀은 새로운 바이오플라스틱을 만드는 화학이 다른 것보다 간단하고 저렴한 화학물질을 사용한다고 말한다. 이미 널리 사용되고 있는 화학물질을 사용한다.
이 연구의 주저자인 Jeremy Luterbacher는 “이 식물성 플라스틱은 특히 식품포장과 같은 응용분야에서 매우 흥미로운 특성을 가지고 있다. “플라스틱을 독특하게 만드는 것은 온전한 설탕 구조의 존재이다. 이것은 자연이 제공하는 것을 수정할 필요가 없기 때문에 만들기가 매우 쉽고 자연에 이미 풍부한 분자로 돌아갈 수 있기 때문에 분해가 간단하다.”
