화학연, 강철보다 강한 '슈퍼 바이오플라스틱' 개발

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국내 연구진이 강철보다 강하고 불에 타지 않는 슈퍼 바이오플라스틱을 개발했다. 한국화학연구원은 오동엽·박제영·황성연 박사팀이 식물성 단위체인 이소소르비드를 이용해 환경호르몬이 없는 고강도·고내열성 투명 바이오플라스틱을 개발했다고 19일 밝혔다.

슈퍼 바이오플라스틱으로 제작한 시제품 모습
<슈퍼 바이오플라스틱으로 제작한 시제품 모습>

이소소르비드는 외부 충격과 열에 특히 강해서 기존에 쓰던 비스페놀A계 석유플라스틱을 대체할 수 있는 식물성 단위체다. 비스페놀A계 단위체는 정수기 필터나 치아교정기, 젖병, 밥솥 등에 주로 쓰이는 폴리카보네이트·폴리술폰 원료로 쓰인다. 고강도·고내열성을 띠지만 환경호르몬이 있어 비만, 심장질환, 고혈압 등을 일으킨다. 대안이 바이오플라스틱이지만 기존의 바이오플라스틱은 강도가 낮아 상용화가 어려웠다.

기술 개발에 성공한 바이오화학연구센터 연구진. 사진 왼쪽부터 오동엽 박사, 박제영 박사, 박슬아 연구원, 황성연 센터장, 전현열 박사)
<기술 개발에 성공한 바이오화학연구센터 연구진. 사진 왼쪽부터 오동엽 박사, 박제영 박사, 박슬아 연구원, 황성연 센터장, 전현열 박사)>

연구팀은 상전이 촉매를 활용해 이소소르비드 단위체를 고강도·고내열성을 띠는 화학물질로 만들었다. 이렇게 만든 슈퍼 바이오플라스틱은 비강도가 g당 69줄(J)에 이른다. 비강도는 단위 무게당 견딜 수 있는 강도다. 이는 강철보다 강한 수치로, 현존하는 바이오플라스틱 가운데 가장 높다. 강철 비강도는 g당 63J이다. 인장 강도 역시 80메가파스칼(㎫)로 대부분 석유플라스틱보다 높다. 고온에서 팽창하는 수치인 열팽창 계수는 석유플라스틱 대비 2~10배 뛰어나다. 진공 상황에서 섭씨 300도가 넘는 고온에서 팽창하거나 변형되지 않았다.

독성도 거의 없다. 쥐 모델 독성테스트에서 인공뼈, 임플란트 소재로 사용해도 되는 수준의 결과가 나왔다. 황성연 박사는 “이번에 개발한 바이오플라스틱 소재로 국민이 느끼는 플라스틱 불신감을 불식시킬 수 있을 것”이라면서 “안전한 바이오플라스틱을 만들겠다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com