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

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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