국내 연구팀, 바다에서 최대 82% 생분해되는 종이 코팅제 개발

KAIST 건설및환경공학과 명재욱 교수 연구팀이 해양 생분해성, 생체적합성, 고차단성 고강도 종이 코팅제를 개발했다. [사진=KAIST[

국내 연구팀이 바다에서 생분해되는 종이 코팅제를 개발했다. 바다에서 82% 생분해 되는 동시에 고강도와 생체 적합성까지 갖췄다. 플라스틱 코팅를 대체하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

명재욱 한국과학기술연구원(KAIST) 건설및환경공학과 교수 연구팀은 17일 지속가능한 해양 생분해성 고성능 종이 코팅제를 개발했다고 밝혔다. 개발에는 같은 대학 양한슬 교수와 서종철 연세대 교수팀이 함께 참여했다.

플라스틱이 일으키는 자연환경 오염은 해결해야 할 지구적 난제다. 특히 플라스틱 포장재는 전체 플라스틱 소비의 30~50%를 차지해 친환경 포장재에 대한 요구 목소리가 높다. 이에 친환경 포장재로 종이가 제시되지만 수분 저항성과 산소 차단성, 강도 등이 매우 낮다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 폴리에틸렌(PE)나 에틸렌비닐알코올(EVOH) 등이 코팅제로 활용된다. 그러나 이 물질들은 분해되지 않는다.

연구팀은 이런 문제를 해결했다. 생분해성 플라스틱인 ‘폴리비닐아코올’에 붕산을 이용해 고물성 필름을 제작했다. 이를 종이에 코팅해 생분해성과 고차단성, 고강도를 갖는 포장재를 개발했다. 다습한 환경에서도 높은 인장강도를 유지해 종이의 단점을 극복했다는 게 연구팀 설명이다.

생분해가 일어나기 가장 어려운 환경인 해양 환경에서도 최대 82%까지 생분해되는 것으로 확인됐다. 연구팀은 “전자현미경을 통해 해양 미생물이 코팅 소재를 분해하는 현상을 포착했다”고 밝혔다. 개발한 종이 포장재는 낮은 신경독성을 가진 것으로 확인됐다. 쥐 생체 반응 실험에서 높은 생체적합성이 검증됐다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구는 국제학술지 ‘그린 케미스트리’와 ‘푸드케미스트리’에 각각 4월 17일과 2월 19일 온라인으로 게재됐다.

명 교수는 “기존 종이 패키징의 한계를 극복하기 위해 지속가능성을 유지하면서도 패키징 성능을 향상시킬 수 있는 코팅 전략을 제시했다”며 “인위적인 퇴비화 조건이나 하수처리 시설이 아닌 자연환경에서 생분해되며 저독성 물질이기 때문에 의도치 않게 버려지더라도 환경오염을 심화시키지 않아 잠재적으로 플라스틱 포장재의 지속가능한 대체재가 될 수 있다”고 밝혔다.

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