바다에서도 최대 82% 생분해되는 종이 포장재 개발

KAIST·연세대 "생체적합성도 높아…상용화 추진"

한국과학기술원(KAIST) 명재욱·양한슬 교수와 연세대 서종철 교수 공동 연구팀은 해양 생분해성 종이 코팅제를 개발했다고 17일 밝혔다.

최근 해양 미세플라스틱(크기 5㎜ 이하의 플라스틱 입자) 오염 문제로 종이 포장이 친환경 포장재로 주목받고 있지만, 종이 포장재의 낮은 차단성을 높이기 위해 사용되는 폴리에틸렌(PE), 에틸렌비닐알코올(EVOH) 등 코팅제로 쓰이는 물질들이 분해되지 않는다는 한계가 있다.

이 때문에 생분해성 플라스틱(토양·해양 등 자연환경에서 미생물에 의해 분해되는 고분자 화합물) 기반 종이 패키징 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 패키징 성능을 높일수록 생분해도가 급격히 떨어지는 문제가 있었다.

연세대 연구팀은 생분해성 플라스틱인 '폴리비닐알코올'에 '붕산'을 결합, 고물성 필름을 개발했다.

이를 종이에 코팅해 차단성이 높으면서도 생분해성이 우수한 패키징 소재를 만드는 데 성공했다.

개발된 코팅 종이는 수증기가 많은 다습한 환경에서도 높은 인장 강도(끊어질 때까지 잡아당기는 힘)를 유지할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

KAIST 연구팀이 해양을 모사한 환경을 구현해 111일 동안 코팅 종이의 생분해도를 평가한 결과 코팅 성분에 따라 적게는 59%에서 최대 82%까지 생분해된 것으로 나타났다.

또 전자현미경을 통해 해양 미생물이 코팅 소재를 분해하는 현상을 관찰했고, 실험 쥐 생체 반응 실험을 통해 코팅 종이의 높은 생체적합성을 검증했다.

명재욱 교수는 "지속가능성을 유지하면서도 패키징 성능을 향상할 수 있는 종이 패키징 코팅 전략을 제시했다"며 "가장 척박한 해양 환경에서도 미세플라스틱을 남기지 않는 소재로, 상용화를 위해 기업과 기술제휴를 추진할 계획"이라고 말했다.

/연합뉴스