日 독점한 ‘친환경 플라스틱’ 국산화 성공…“성능 더 우수”

영국왕립화학회 '그린 케미스트리' 10월호 표지 논문. [연합뉴스]

국내 연구팀이 일본이 독점한 친환경 플라스틱 제조 기술 개발에 성공했다.

한국화학연구원(화학연)은 울산 바이오화학연구센터 박제영·오동엽·황성연 박사 연구팀이 식물성 성분을 이용한 고기능성 바이오 폴리카보네이트를 만들었다고 15일 밝혔다.

바이오 폴리카보네이트는 폴리카보네이트를 대체할 수 있는 소재다. 폴리카보네이트는 환경호르몬 유발 물질인 비스페놀 A(BPA)를 포함하고 있다. 바이오 폴리카보네이트 상용화에 성공한 업체는 일본 미쓰비시케미컬이 유일했다.

화학연 연구팀은 포도당에서 유래한 화합물 아이소소바이드에 나노 셀룰로스 보강재를 섞는 원천 기술을 고안했다. 이 두 물질은 모두 물을 좋아하는 성질(친수성)을 지녔다. 유사한 화합물끼리 서로 잘 섞이는 원리를 적용했다.

바이오 폴리카보네이트 대면적 필름. 투명도가 무척 높다. [연합뉴스]

이번에 개발한 소재는 일본산보다 성능이 우수하다. 일부 기능은 석유 계열 폴리카보네이트보다도 우수하다.

인장강도(튼튼한 정도)는 93㎫(메가파스칼)이다. 현존하는 석유·바이오 폴리카보네이트를 통틀어 가장 높은 수준이다. 석유 폴리카보네이트 인장강도는 55∼75㎫, 일본 미쓰비시케미컬 바이오 폴리카보네이트는 64∼79㎫ 정도라고 연구팀은 설명했다.

플라스틱 투명도를 나타내는 투과율은 93%를 기록했다. 비슷한 조건에서 일반적인 상업용 석유 계열 제품(90%)과 비교해도 높은 수치다.

장기간 자외선에 노출되더라도 변색할 우려도 없다. 석유 폴리카보네이트와 달리 벤젠 고리가 없어서다. 자동차 선루프나 헤드램프, 고속도로 방음 시설, 스마트폰 같은 전자기기 외장재에 활용할 수 있다.

동물 염증 실험을 통해 독성 역시 낮다는 것을 확인했다. 오동엽 박사는 “영유아 장난감, 젖병, 유모차 소재뿐 아니라 임플란트와 인공 뼈 등 의료 소재로 개발할 수 있다”고 설명했다.

왼쪽부터 박슬아 연구원, 박제영 박사, 전현열 박사, 황성연 센터장, 오동엽 박사. [연합뉴스]

연구 결과는 영국왕립화학회 ‘그린 케미스트리’(Green Chemistry) 10월호에 전면 표지 논문으로 실렸다. ‘2019년 주목할 논문’에 선정되기도 했다. 황성연 바이오화학연구센터장은 “플라스틱에 대한 불안감이 확산하는 상황에서 국민이 안심하고 쓸 수 있는 바이오 플라스틱을 시중에 내놓을 수 있도록 계속 노력할 것”이라고 말했다.

추인영 기자 chu.inyoung@joongang.co.kr

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