사탕수수와 대나무가 플라스틱을 대체한다?

과학기술

사탕수수와 대나무가 플라스틱을 대체한다?
친환경 소재로 일회용 식기류 제작 기술 개발

2021.01.14 07:22 한소정 객원기자

사용하고 버려진 플라스틱 용기들 ©픽사베이

플라스틱은 가격이 저렴하고 가벼워 일회용품으로 쉽게 사용된다. 그러나 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드와 같은 대부분의 플라스틱 재료들은 생분해가 되지 않는다. 버려진 뒤에 썩지 않는 채로 수백 년을 가고, 또는 잘게 부서져 이른바 ‘마이크로 플라스틱’으로 바다에 흘러들어 가는 등 환경 문제를 일으킨다. 따라서 생분해되고 비료로 이용할 수 있는 친환경적인 플라스틱 대체재를 개발하기 위한 노력이 지속되고 있다.

그러나 음식이나 음료를 담는 식기류로 이용되는 플라스틱을 대체할 재료를 찾는 일은 간단치가 않다. 일회용 식기류로 사용되려면 생분해되는 것 외에도, 무독성이어야 한다는 안전성의 문제와 물기나 기름기, 데웠을 때 뜨거워진 음식과 음료도 견딜 수 있는 튼튼한 재료여야 하기 때문이다.

최근에 저널 ‘매터(Matter)’에 발표된 논문은 사탕수수와 대나무로 만든 ‘그린’ 일회용 식기류 재료를 만드는 기술을 소개했다. 편리함과 기능을 포기하지 않으면서, 플라스틱 식기류를 대체할 수 있을 뿐 아니라, 땅에 묻으면 30~45일 내에 분해가 시작되어 60일 이후에는 형체를 알아볼 수 없이 생분해가 되는 기술이라는 점에서 주목을 받고 있다.

일반적인 플라스틱이나 이전에 개발되었던 생분해 가능한 고분자들의 경우에는 분해에 450년이 걸리거나 높은 온도로 가열이 필요했다.

연구진은 이 같은 소재를 개발하기 위해 대나무와 음식 산업에서 가장 큰 폐기물 중 하나인 버개스(bagasse, 사탕수수의 줄기에서 설탕을 짜고 남은 찌꺼기)를 이용했다. 길고 가느다란 대나무 섬유질과 짧고 두꺼운 버개스 섬유질을 섞어 감아 단단하게 만들고, 이것으로 용기를 제작하는 방식이다.

이로써 튼튼하면서도 생분해 가능한 일회용 용기가 만들어졌다. 내구성은 플라스틱 용품에 뒤지지 않으면서도 이전에 도입되었던 생분해 가능한 재활용 소재들에 비해 훨씬 깨끗한 일회용품이 탄성한 것이다.

식품 용기로 쓰일 재료인 만큼 생분해 외에도 연구진은 기능성 문제도 고려했다. 예를 들어 식기류가 기름이나 물에 저항성을 갖도록 하는 친환경 화학물질인 ‘알킬 케텐 다이머(alkyl ketene dimer)’를 첨가해 용기가 액체류에 젖었을 때도 사용이 가능하게 했다.

연구진이 개발한 이 기술에는 또 하나의 장점이 있는데, 바로 탄소발자국(carbon footprint)이 현저히 낮다는 것이다. 이 제품을 만드는 과정에서 CO2 배출량이 일반 플라스틱 제품에 비해 97퍼센트가 낮고, 종이 제품이나 생분해 가능한 플라스틱 제품에 비해서는 65퍼센트가 낮다.

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