과학자들이 생분해성 플라스틱을 대규모로 생산하는 실용 가능한 길을 찾아냈다.

플라스틱은 전세계에서 가장 다재다능한 재료 중 하나로서 펜에서부터 자동차와 비행기를 거쳐서 식품용 랩에까지 이용되고 있다. Craftech Industries에 따르면 플라스틱이 흔히 이용되는 미국에서는 1년간 한 사람이 평균 185 파운드의 플라스틱을 버리고 있으며, 이들 중에서 약 50%가 1회 용품이라고 한다. 이러한 점에서 그 어느 때보다 생분해성 플라스틱이 더욱 필요한 것이다. Explain That Stuff의 Chris Woodford는 환경에 해로운 석유가 기존 플라스틱을 제조하는 주요 성분 중 하나라고 설명했다. 실제로 미국에서만 매일 20만 배럴의 석유가 플라스틱 포장 생산에 이용되는 것으로 보고되었다.  

플라스틱 제조자들은 제품의 지속성을 보장하기 위하여 안정화 화학물질을 추가하고 있다. 이처럼 유해물질을 함유하는 장기 지속되는 플라스틱이 매년 엄청난 양으로 매립되고 있기 때문에 소비자들의 환경 보호에 대한 관심이 높아지는 것은 당연할 일일 것이다. 그러나 Phys.org의 Scott Schrage에 따르면 미국에서 재활용되는 플라스틱은 겨우 10%에 지나지 않는다고 한다. 이러한 점에서 플라스틱 제조자들은 보다 지속가능한 환경을 만들기 위하여 신속하게 분해되며 환경에 대한 영향이 적은 생분해성 플라스틱의 생산을 개시하게 되었다.

생분해성 플라스틱이 무엇인가?

대부분의 기존 플라스틱처럼 생분해성 플라스틱은 석유 화학 물질을 이용하여 제조된다. 그러나 기존 플라스틱과 달리 생분해성 플라스틱은 유기 분해되도록 설계되었다. 이러한 장점은 거부할 수 없을 것이다. 생분해성 플라스틱은 깨끗한 지역사회, 석유 소비의 절감, 플라스틱 수출의 증가를 이끌 수 있다.

바이오플라스틱과 생분해성 플라스틱

생분해성 플라스틱은 기존 플라스틱과 마찬가지로 석유 화학 물질에서 유래했지만, 기존 플라스틱보다 훨씬 빨리 분해되도록 설계되었다. 이러한 점이 매립 쓰레기를 줄이고, 보다 지속가능한 미래로 이동하는데 도움이 된다. 또한 플라스틱 제조에서 석유 이용을 줄여줄 수도 있다.

바이오플라스틱은 재생가능 바이오매스 원료를 이용하여 제조되기 때문에 자연계에서 쉽게 분해될 수 있다고 한다. 일부 바이오플라스틱은 닭털, 대마, 옥수수 전분으로 만들어진다. 기존 플라스틱 및 생분해성 플라스틱과 달리 이들은 분해될 때에 이산화탄소의 순 증가(net increase)를 유발시키지 않기 때문에 온실 가스 배출을 줄여준다고 한다.

새로운 유망 기술

Schrage는 미국 네브라스카대학 교수인 Yiqi Yang의 연구팀은 바이오플라스틱을 구성하는 섬유에 대하여 온도를 섭씨 수백 도까지 높였다가 천천히 냉각시킴으로써 수분과 열에 대한 저항성이 크게 향상되는 것을 발견했다. 이 방법을 통하여 연구팀은 바이오플라스틱의 생산을 위한 시간과 비용을 크게 절감할 수 있었다고 한다. 연구팀은 옥수수 유래 플라스틱을 만드는 제조자들이 이 방식을 이용하여 기존 플라스틱과 비슷한 규모로 생분해성 재료를 생산할 수 있다고 결론을 내렸다. 연구팀은 “이 청정 기술은 상업화 바이오플라스틱의 산업화 생산을 가능하게 해준다.”라고 보고했다.  

이 방식은 옥수수, 당분 및 다른 식물의 발효를 통하여 얻어지는 생분해성 플라스틱의 성분은 폴리락트산(PLA)에도 이용될 수 있다. PLA는 기존 플라스틱의 친환경 대체제로서 인기가 높아지고 있다. PLA의 단점은 수분과 열에 약하다는 것이며 특히 제조할 때에 문제가 되고 있다. 이 문제를 해결하는 기존 방법은 너무 많은 시간과 비용이 소요되며, 연속 생산에는 부적합하도록 복잡하다는 단점이 있다. 때문에 가격에 민감한 기업들에게 이 방법은 인기가 없다고 한다. Yang은 “대규모 생산을 위해서는 연속 생산이 가능해야 한다.”라고 밝혔다.

수요 증가

이번 결과는 친환경 플라스틱에 대한 수요가 증가하는 때에 적절하게 발표되었다. 기업들도 이러한 수요를 해결하기 위하여 노력하고 있다. 예를 들어서 Eco-Products라는 회사는 식품용 1회성 용품을 제공하는 사업을 진행하고 있다. 이들은 컵, 식품 용기, 접시, 그릇, 뚜껑, 음식 제조도구, 냅킨 등의 제품을 만들고 있다. 회사의 홈페이지에서는 “우리 Eco-Products는 우리의 제품이 만들어질 때만이 아니라 우리 제품을 이용할 때에 어떤 일이 발생하는지에 모두 관심을 갖고 있다. 우리는 원료, 제조, 운송, 선적, 유통에서 탄소, 에너지, 물과 같은 환경 영향을 조사 및 추적하고 있다.”라고 밝혔다.

대규모 바이오플라스틱 제조는 Eco-Products와 같은 기업들이 자신들의 사업 목표를 보다 잘 달성할 수 있게 해준다. 더하여 이전에는 생분해성 플라스틱을 제조할 수 없었던 이들 기업들을 위한 새로운 실행 방법을 제공하고 있다. 그렇다면 이번 기술이 생분해성 플라스틱 시장의 붐을 이끌 촉매가 될 수 있을까?

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

원문출처: https://thebossmagazine.com/biodegradable-plastics/