KAIST, 해양 속 82%까지 생분해되는 ‘종이 포장재’ 개발

KAIST 건설및환경공학과 명재욱 교수, 생명과학과 양한슬 교수 및 연세대학교 패키징및물류학과 서종철 교수 공동 연구팀이 지속 가능한 해양 생분해성 고성능 종이 코팅제를 개발하는 데 성공했다.

KAIST 연구팀은 개발한 코팅 종이의 지속가능성을 평가하기 위해 생분해도와 생체적합성을 심층 검증했고, 실험실에서 생분해가 일어나기 가장 어려운 환경인 해양환경을 모방해 코팅지의 생분해도를 측정했다. 

17일 KAIST 연구팀에 따르면 물질의 탄소 성분이 이산화탄소로 광물화(mineralization)되는 정도를 111일 동안 분석한 결과 코팅 성분에 따라 59~82% 생분해됨을 밝혀냈고, 전자현미경을 통해 해양 미생물이 코팅 소재를 분해하고 있는 현상을 포착했다. 코팅 소재의 낮은 신경독성을 확인했고 쥐 생체 반응 실험을 통해 코팅 종이의 높은 생체적합성을 검증했다. 

KAIST 명재욱 교수는 이번 연구를 통해 “기존 종이 패키징의 한계를 극복하기 위해 지속가능성을 유지하면서도 패키징 성능을 향상할 수 있는 코팅 전략을 제시했다. 붕산 가교 폴리비닐알코올 코팅지는 인위적인 퇴비화 조건이나 하수처리 시설이 아닌 자연환경에서 생분해되며 저독성 물질이기 때문에 의도치 않게 버려지더라도 환경오염을 심화시키지 않아 잠재적으로 플라스틱 포장재의 지속 가능한 대체재가 될 수 있다”고 밝혔다.

이어 "해양 생분해성 고성능 종이 코팅제의 개발은 각 분야에서 선도적인 세 연구팀의 혁신적인 기술이 결합한 결과물이다ˮ며 “앞으로도 환경친화적이고 성능이 뛰어난 소재 개발을 위해 노력할 것ˮ이라고 전했다. 

고성능 종이 코팅 개발 연구를 주도한 연세대 서종철 교수는 “본 연구를 통해 난분해성 플라스틱 포장의 대체가 가능한 친환경 종이 포장 기술을 개발했으며 소재 디자인, 응용, 폐기 등 기초부터 응용 전 과정의 체계적인 연구 결과를 기반으로 산업적 응용이 될 것으로 기대한다ˮ고 말했다.

한편 미세플라스틱은 5㎜ 이하의 작은 플라스틱 조각으로, 플라스틱의 분해 과정에서 생성되며 바닷속과 해수면을 수십 년 이상 떠다니며 해양환경 오염을 일으키고 있다.