국내 연구진이 일본이 독점하고 있는 ‘바이오 폴리카보네이트’를 개발하고, 상용화에 시동을 걸었다.
한국화학연구원은 울산 바이오화학연구센터 박제영‧오동엽‧황성연 박사가 식물성 성분인 아이소소바이드와 나노셀룰로오스를 이용해 바이오 폴리카보네이트를 개발했다고 15일 밝혔다.
바이오 폴리카보네이트는 인체에 유해한 환경호르몬 유발 물질인 비스페놀A(BPA)가 포함된 폴리카보네이트을 대체할 수 있는 친환경 바이오 플라스틱으로 주목받고 있다.
하지만 식물에서 추출한 원료로 만들다보니 시장성과 고기능성 플라스틱의 특성(투명성‧고강도‧내충격성)을 모두 만족하기 어려웠다.
이에 연구진은 아이소소바이드에 보강재 역할을 하는 나노셀룰로오스를 섞어 석유 폴리카보네이트보다 뛰어난 바이오 폴리카보네이트를 만드는 데 성공한 것이다.
아이소소바이드와 나노셀룰로오스는 물에 잘 섞이는 친수성을 지녔다.
연구진이 개발한 바이오 폴리카보네이트의 인장강도(튼튼한 정도)는 93MPa(메가파스칼)을 기록했다. 현존하는 석유 및 바이오 폴리카보네이트를 통틀어 가장 높은 수치다.
석유 폴리카보네이트의 인장강도는 55~75MPa이며, 현재 상용화에 유일하게 성공한 일본 미쓰비시케미컬사의 바이오 폴리카보네이트의 인장강도는 64~79MPa이다.
이 밖에도 연구진이 개발한 바이오 폴리카보네이트는 플라스틱의 투명도를 나타내는 투과율 93%를 기록했다.
석유 폴리카보네이트의 투과율은 90% 수준이다.
바이오 폴리카보네이트는 석유 폴리카보네이트와 달리 벤젠고리가 없어 장기간 자외선에 노출되더라도 변색될 우려가 없다.
때문에 자동차 선루프 및 헤드램프, 고속도로 투명 방음시설, 스마트폰과 같은 전자기기 외장재 등 산업용 소재로 사용될 수 있어 기존 폴리카보네이트를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
쥐 모델을 이용한 염증실험에서 독성이 낮은 것으로 확인돼 의료용 소재로도 적용될 수 있다.
박제영 박사는 “바이오플라스틱은 물성이 떨어지고 가격이 비싸다는 편견을 깨고 싶었다”며 “식물성 원료 간의 시너지를 극대화해 석유 플라스틱보다 우수한 플라스틱을 개발했다”고 말했다.
오동엽 박사는 “쥐를 이용한 염증실험에서 독성이 낮은 것으로 나왔다”며 “영유아들이 입에 가져다대도 안전해 장난감, 젖병, 유모차 소재뿐만 아니라 임플란트와 인공뼈 소재로도 개발할 수 있다”고 말했다.
황성연 바이오화학연구센터장은 “국민들이 안심하고 쓸 수 있는 바이오플라스틱을 국내 독자기술로 개발하겠다”고 말했다.
이번 연구는 산업통상자원부 바이오화학소재 공인인증센터 구축사업과 한국화학연구원 주요사업의 지원으로 수행됐다.
이번 연구 결과는 녹색화학분야 최고권위지인 영국왕립화학회‘그린 케미스트리(Green Chemistry)’10월호에 실렸다.
<기사출처_뉴스1>
