플라스틱 쓰레기가 비누·의약품으로! 신박한 업사이클링 기술 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (312)

국제 환경단체 그린피스는 지난 3월 국내 대학 연구팀과 함께 ‘플라스틱 대한민국 2.0 보고서’를 발표했는데요. 보고서에는 2021년 국내 폐기물이 총 1193만2000t에 달한다는 충격적인 수치가 담겨 있습니다. 2017년 대비 49.5%나 증가한 양입니다.

또한 국민 1인당 일회용 플라스틱 컵은 2020년 65개에서 102개로 56.9%, 생수 페트병은 96개에서 109개로 13.5% 각각 늘었다고 합니다.

일회용 플라스틱은 우리에게 편리함을 가져다주는 동시에 환경 오염이라는 치명적인 단점을 지니고 있습니다. 사용량을 줄이는 데에도 한계가 있는 탓에 잘 수거하여 재활용하는 방법을 각 기업과 단체에서 연구하고 있지요.

덕분에 주로 생활용품과 포장 용기, 패션과 건축 등 소재로 재탄생하고 있는데요. 오늘은 우리의 상상을 뛰어넘는 플라스틱 재활용 기술을 살펴보았습니다.

◆폐플라스틱, 비누가 되다!?

플라스틱이 비누가 된다고? 진짜 이게 가능할까요?

미국 버지니아 공대팀은 플라스틱을 이루고 있는 주요 소재인 폴리에틸렌()과 폴리프로필렌(PP)을 이용해 비누를 만드는 기술을 개발했는데요.

PE의 화학 구조가 비누의 지방산 구조와 유사하다는 연관성을 발견하고 가열해 지방산을 생성하는 데 성공했습니다.

기존에는 폐플라스틱을 재활용하기 위해서는 ‘수집→분류→세척→파쇄→분리→컴파운딩(조합)→성형’ 등 복잡한 단계를 거치거나 값비싼 촉매를 사용해야 하지만, 열분해 방식을 써 더 적은 비용과 시간으로도 부가가치가 더 큰 비누를 생산할 수 있다는 데 이번 연구의 실효성이 있다고 할 수 있습니다.

◆단백질 보조제로 변신!

폐플라스틱을 재활용해 포장재나 의류, 가방, 연료, 건축 자재 등으로 쓰고 있는데요.

최근 플라스틱 쓰레기를 이용해 ‘식품’을 만드는 연구가 진행되고 있다고 합니다. 미 국방 고등연구 기획국(DARPA)은 군대에서 발생하는 플라스틱 쓰레기를 인간이 섭취할 수 있는 대량 영양소로 바꾸는 방법을 연구 중인데요. 2020년 박테리아를 사용해 플라스틱을 단백질 분말로 바꾸겠다는 계획을 발표한 바 있습니다.

DARPA는 이를 위해 일종의 블랙박스 프로세서를 개발했는데요. 플라스틱 쓰레기를 넣고 열로 분해한 뒤 박테리아실로 옮기면 빠르게 분해하여 단백질 분말로 바꿀 수 있다고 합니다.

폐플라스틱을 먹어 없앤다는 것은 언뜻 신박해 보이지만, 섭취 자체가 생소하고 꺼려지는 탓에 인식부터 바꿔야 하는 어려움이 있어 보입니다.

◆페트병에서 의약품 원료로!

한국화학연구원은 앞서 2019년 페트병, 즉 폴리에틸렌 테레프탈레이트()를 화학적으로 분해하여 의약품을 만드는 원료 생산 기술을 발표한 바 있습니다. 화학적 분해를 통해 PET를 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 분해하고, 다시 미생물을 활용해 테레프탈산을 갈산과 카테콜, 피로칼롤, 뮤콘산, 바닐락산으로 전환했습니다.

이중 갈산은 의약품 중간체로 항산화제에 쓰이는 물질이며, 바닐락산은 의약품은 물론이고 화장품 원료로도 사용됩니다.

비누나 식품 등으로 변신한 폐플라스틱, 어떤가요? 비누는 한번 사용해보고 싶은데, 단백질 보조제나 의약품 등 섭취해야 하는 제품은 플라스틱을 먹는 것 같아 생각의 전환이 필요한 것 같습니다.

한화솔루션 블로거

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