전세계적으로 매년 약 3억 톤의 플라스틱이 생산되며, 이 중에서 약 10%가 바다에 폐기되고 있다고 하다. 미국에서만 약 300만 톤의 플라스틱이 매립되고 있으며, 이 중에서 절반이 식품을 싸거나 보존하는데 이용된 플라스틱 포장이라고 한다. 펜실베니아 주립대학의 농업과학부 농업 및 생물공학과 교수인 Jeffrey Catchmark는 여기에 대하여 좋은 아이디어가 있다고 한다. 10년간의 연구 끝에 그는 플라스틱 포장 대신 이용될 수 있는 생분해성 재료를 만들어냈다고 한다.

그는 “새로운 재료의 예상 밖의 튼튼함과 불용성 접착 특성은 포장만이 아니라 건축 및 바닥재로 이용되는 천연 목재-섬유 복합재와 같은 다른 용도에도 유용하다. 또한 이 기술은 식품을 튀기는 동안에 지방 흡수를 줄이고 식품의 생기를 유지시키는데도 이용될 수 있다. 해당 재료의 코팅은 본질적으로 섬유에 기초하고 있기 때문에 식품에 섬유질을 추가하는 것이나 마찬가지이다.”라고 밝혔다.

이러한 특성은 다당류들인 카르복시메틸 셀룰로스(carboxymethyl cellulose)와 키토산(chitosan) 사이에 내구성 화학결합을 형성시켰기에 가능한 것이었다. 이들은 서로 다른 분자 전하를 보유하고 있어서 복잡한 방식으로 함께 결합하기 때문에 불투과성의 필름, 코팅, 접착제를 위한 기반을 만들어주고 있다.

셀룰로스는 나무와 식물에서 얻어진다. 이들은 자연계에 풍부하며 저렴하다. 키토산은 게, 가제, 새우 등의 갑각류의 껍질에서 얻어진다. 엄청난 양의 갑각류 껍질이 발생하기 때문에 대부분의 식품 가공 업체에서는 누구라도 이들을 가져간다면 두 손을 들어서 환영하고 있다. 생분해성, 퇴비화 가능 장벽 코팅은 내수성 종이, 천장 타일 및 벽판용 코팅, 식품의 신선도를 유지하기 위한 밀착 코팅과 같은 여러 활용 분야에 이용될 수 있다고 Catchmark 교수는 밝혔다.

Catchmark 교수는 헌신적인 과학자일 뿐만 아니라 뛰어난 사업가이기도 하다. 그는 “제조 가능한 방법을 찾는 것이 어려운 일이다. 더하여 이들은 플라스틱보다 저렴해야 한다. 어떤 것을 보다 지속가능하고 깨끗한 것으로 바꾸려 할 때에는 당신은 이러한 전환을 위하여 비용을 지불해야 하다. 따라서 기업들에게 무엇인가를 얻을 수 있게 해주려면 비용이 저렴해야 한다. 이러한 점이 지속가능한 재료에 대한 문제를 유발시키며, 낮은 비용으로 이를 극복해야 한다.”라고 설명했다.

연구팀이 실험실에서 개발한 재료들은 시험에서 뛰어난 성능을 보였다. 이들 재료들은 기름과 물에 대하여 강력한 차단 효과를 나타냈다. 또한 톨루엔, 헵탄 및 염 용액에도 저항성이 있었으며, 습하거나 건조한 조건에서도 뛰어난 기계적 및 수분 장벽 효과를 보였다. Catchmark는 자신이 만들어낸 천연 코팅제를 추가로 향상시키면 현재 식품 용기나 병에 이용되는 스티로폼이나 고형 플라스틱을 경제적으로 대체할 수 있게 될 것으로 믿고 있다.

그는 “우리는 지금 마지만 단계에 도전하고 있으며, 세상에 실제로 영향을 미치도록 노력하고 있다. 이들 제품을 이용하면 산업계의 사람들이 플라스틱을 이용하지 않아도 될 것이다. 소비자들은 이들 바이오재료를 이용하면 재활용되거나, 땅에 묻어도 분해되게 되는 선택을 할 수 있다. 그러지 않고 플라스틱을 계속 이용한다면 수천 년간 존속되는 플라스틱이 바다에 가득 차게 될 것이다.”라고 밝혔다.

대부분의 사람들은 물건을 살 때에 이와 같은 복잡한 분석을 하지 않는다. 편리함과 가격이 일반적으로 가장 중요한 요소들이 된다. 그러나 Catchmakr의 제품이 성능이 우수할 뿐만 아니라 저렴하다면 전세계를 점유하고 있는 플라스틱을 극복하는데 큰 기여를 하게 될 것이다.

출처: 한국바이오안전성정보센터(KBCH)『바이오화학산업동향(TWB)』

원문출처: https://cleantechnica.com/2017/09/22/biodegradable-material-replace-plastic-used-wrap-preserve-food/