한국과학기술원(KAIST) 건설·환경공학과 명재욱 교수팀은 몬트리올 공대 클라라 산타토 교수팀과 공동으로 자연적으로 생분해되는 세피아 멜라닌 기반 전기 활성 필름을 개발했다고 25일 밝혔다. 완전히 생분해되는 전기 활성 필름을 구현한 것은 이번이 처음으로, 친환경 전자제품 개발에 기여할 것으로 기대된다.

전 세계 전자제품으로 인한 전자폐기물 발생량은 연간 6천만t에 달한다. 전자폐기물은 자연에서 쉽게 분해되지 않고 납, 카드뮴 같은 중금속이나 폴리염화비닐 등 유해 화학물질을 유출해 생태계를 오염시킨다. 이에 지속 가능한 친환경 전자제품 개발을 위해 생물자원 기반 유기 전자소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

연구팀은 갑오징어에서 추출한 유멜라닌(흑색 멜라닌) 색소를 활용해 전기적으로 활성을 띠는 필름을 구현하고 전기적 특성과 생분해도를 평가했다. 산업 퇴비화 조건(온도 58도, 습도 50∼60% RH)에서 필름이 이산화탄소로 전환되는 정도(광물화도)를 바탕으로 생분해 거동을 분석한 결과 85일 만에 97%가 생분해됨을 확인했다.

생태독성 평가를 위해 퇴비화된 필름 위에 식물 '쥐보리'와 '메리골드'를 발아시킨 실험에서도 독성이 미미한 것으로 나타났다.

전기전도도는 0.0001 지멘스(S)/cm로 금속이나 고성능 전자 재료보다는 낮지만 환경 센서나 생체 기기, 일회용 전자제품 등 저전력 기기에 활용할 수 있는 수준이라고 연구팀은 설명했다.

KAIST 최신형 박사과정과 몬트리올 공대 앤써니 카뮈 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 성과는 지난달 29일 국제 학술지 '커뮤니케이션 머티리얼즈'(Communications Materials)에 실렸다.