'죽음의 알갱이' 미세 플라스틱 대체...화학연, 세안용 생분해 마이크로비즈 개발

세안제나 화장품에 쓰여 수생 동물 생태계에 악영향을 끼치는 미세 플라스틱 '마이크로비즈'를 생분해 소재로 대체하는 연구 결과가 국내에서 나왔다. 세정력과 친환경성을 모두 잡았다.

한국화학연구원(원장 이미혜)은 박제영·오동엽·황성연 연구원팀이 황동수 포항공대 교수팀과 함께 게 껍질에서 추출한 키토산 천연물질로 마이크로비즈 대체 후보물질을 개발했다고 13일 밝혔다.

생분해 마이크로비즈 시제품
생분해 마이크로비즈 시제품

마이크로비즈는 최대 직경이 5㎜ 이하인 미세 플라스틱 입자다. 화장품, 비누, 치약 등 생활용품에 첨가돼 세정력에 도움을 주지만 수질 오염을 일으키고 수생 동물 생태계를 교란시킨다. 유엔환경계획위원회에서는 마이크로비즈를 '죽음의 알갱이'로 표현한다. 국내에서도 2017년 7월부터 마이크로비즈를 화장품에 사용할 수 없도록 금지하고 있다.

연구팀은 키토산 고분자를 활용해 '키토-비즈'로 명명한 구형 키틴 마이크로비즈를 만들었다. 뛰어난 오염물질 세정 성능도 확인했다. 워터프루프 아이라이너 제거 실험을 수행했는데 같은 힘으로 세정했을 경우 마이크로비즈가 없는 경우 보다 약 2배, 금지된 미세 플라스틱 성분 유해 마이크로비즈를 사용했을 경우 보다 약 1.2배 빠른 속도로 오염물을 제거했다.

표면에 존재하는 극성으로 중금속 이온도 제거할 수 있었다. 이런 특성은 피부에 달라붙는 중금속 함유 미세먼지 제거에 효과적이다.

사진 왼쪽부터 박제영 박사, 주성빈 박사과정, 오동엽 박사
사진 왼쪽부터 박제영 박사, 주성빈 박사과정, 오동엽 박사

생화학적 산소요구량(BOD) 실험으로 키토-비즈 생분해성을 평가한 결과 미생물 대사에 의해 자연분해되는 것을 확인했고, 특히 해수에서 1개월 안팎 기간에 90% 이상 분해됐다.

박제영 연구원은 “이번 연구에서 제조한 마이크로비즈는 생분해성과 세정력을 모두 만족함으로써 환경오염이 없는 착한 소재라는 의미를 가진다”고 말했다.

이미혜 원장은 “지속가능한 플라스틱 연구개발을 통해 관련 국가산업 및 탄소중립에 기여할 수 있도록 앞으로도 노력하겠다”고 말했다.

한편 이번 연구결과는 녹색화학분야 최고권위지인 영국왕립화학회 '그린 케미스트리' 9월호에 표지논문에 게재됐다. 이번 성과는 과학기술정보통신부 화학연 주요사업과 산업통상자원부 바이오 산업핵심기술개발사업으로 수행됐다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com