▲ 화학연구원이 개발한 셀룰로오스‧키토산 나노섬유 첨가 바이오플라스틱 비닐봉투

국내 연구진이 친환경적이지만 잘 찢어지는 생분해성 비닐봉투의 강도 문제를 해결해 시중 석유계 비닐봉투를 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

한국화학연구원은 오동엽·황성연·박제영 박사가 바이오플라스틱(PBS) 기반 생분해성 고강도 비닐봉투 시제품을 개발했다고 4일 밝혔다. 이 생분해성 고강도 비닐봉투는 자체 간이실험 결과 땅속에서 6개월 이내 100% 분해되면서 석유계 비닐봉투보다 더 강한 것으로 확인됐다

기존 바이오플라스틱은 생분해되지만, 인장강도가 약해 쉽게 찢어지는 문제가 있었다. 이에 한국화학연구원 연구진은 목재펄프와 게껍질에서 추출한 물질로 만든 나노섬유 수용액을 보강재로 첨가해 인장강도도 크게 개선됐다.

연구진이 개발한 생분해성 고강도 비닐봉투의 인장강도는 65~70MPa를 기록했는데 일반 석유계 플라스틱인 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌(PE)의 인장강도(40MPa 이상)나 기존 바이오플라스틱 비닐봉투의 인장강도(35MPa 이하) 보다 높으며 질긴 플라스틱의 대명사인 나일론과 유사한 수준이다.

또한 천연 항균제인 키토산을 첨가했기 때문에 별도의 항균처리 없이 자체적으로 식품 부패를 방지하는 항균능력도 갖췄다. PP과 PE 필름에 대장균을 노출시킨 후 48시간 경과 시, 바이오플라스틱 필름의 대장균은 90%가 사멸한 반면 PP와 PE 필름의 대장균은 거의 죽지 않았다.

연구진은 50L 반응기에서 비닐봉투와 빨대 시제품을 생산하는 데 성공해 상용화 가능성도 높다.

한국화학연구원 황성연 바이오화학연구센터장은 “가까운 미래에 대형마트에서 쓰는 비닐봉투, 과일을 포장하는 비닐롤백, 커피음료의 빨대를 우리가 개발한 친환경 소재로 바꾸고 싶다”고 말했다.

한편 이번 연구결과는 총 3편의 국외 SCI 학술지에 소개됐고, 대표적으로 소재분야 저널 ‘카보하이드레이트 폴리머(Carbohydrate Polymers, IF:5.158)’ 2월호에 게재됐다.