화학硏 박제영·오동엽·황성연팀
'바이오 폴리카보네이트' 개발
'바이오 폴리카보네이트' 개발
일본이 독점하고 있는 친환경 바이오 플라스틱을 국내 연구진이 독자 기술로 개발, 국산화에 한발 다가섰다. 바이오 플라스틱은 투명도와 강도 등이 일본 기술에 비해 우수해 향후 자동차 선루프, 전자기기 외장재, 유모차, 임플란트 등 산업·의료용 소재로 널리 쓸 수 있을 전망이다.
한국화학연구원은 박제영·오동엽·황성연 박사 연구팀이 식물성 성분인 아이소소바이드, 나노셀룰로오스를 이용해 '바이오 폴리카보네이트'를 개발했다고 15일 밝혔다.
바이오 폴리카보네이트는 환경호르몬 유발 물질인 비스페놀A(BPA)가 포함된 폴리카보네이트를 대체할 수 있는 친환경 바이오 플라스틱이다. 현재 일본 미쓰비시케미컬이 유일하게 상용화에 성공해 대일 의존도가 높은 소재 중의 하나다.
연구팀은 포도당에서 유래한 화합물인 친환경 물질 '아이소소바이드'에 보강재 역할을 하는 나노셀룰로오스를 섞어 석유 폴리카보네이트보다 뛰어난 바이오 폴리카보네이트를 만드는 데 성공했다. 이 바이오 폴리카보네이트는 그동안 한계로 지적돼 온 강도와 투명도 등 플라스틱 특성을 크게 향상시켰다.
가령, 인장강도(튼튼한 정도)는 93㎫(메가파스칼)로, 석유 폴리카보네이트(55∼75㎫), 일본 미쓰비시케미컬의 바이오 폴리카보네이트(64∼79㎫)에 비해 우수하다. 현존하는 석유 및 바이오 폴리카보네이트를 통틀어 가장 뛰어난 인장강도를 지닌 셈이다.
또 플라스틱 투명도를 나타내는 투과율도 93%에 달해 석유 폴리카보네이트 90%, 바이오 폴리카보네이트 87%보다 높다. 이는 매우 높은 수준으로 분산된 나노셀룰로오스가 비결정성을 높여 투명도를 향상시켰기 때문이다.
장기간 자외선에 노출돼도 변색 우려가 없어 자동차 선루프, 헤드램프, 고속도로 방음 투명시설, 전자기기 외장 등 다양한 산업용 소재로 쓸 수 있다. 이와 함께 쥐 모델을 이용한 염증실험에서도 독성이 낮은 것으로 나와 의료용 소재로 활용 가능하다는 게 연구팀의 설명이다. 박제영 화학연 박사는 "바이오 플라스틱은 물성이 떨어지고, 가격이 비싸다는 편견을 식물성 원료 간 시너지를 통해 깨고, 석유 플라스틱보다 우수한 친환경 바이오 플라스틱을 개발할 수 있었다"며 "아직 바이오 폴리카보네이트 시장이 걸음마 단계이지만, 이번 성과가 상용화로 이어지면 향후 바이오플라스틱 시장 선점에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.
한편 이 연구결과는 영국왕립학회 '그린 케미스트리(10월호)'에 표지논문으로 실렸으며, 산업부와 화학연의 지원을 받아 연구가 수행됐다.
이준기기자 bongchu@t.co.kr
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