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소스가 다양한 자연 녹색의 생분해성 성능 다양화 섬유 재료 개발
전 세계 석유 자원이 점점 더 부족해지고 있는 상황에서 합성 섬유는 점점 더 많은 제약을 받게 될 전망이다. 시장 수요를 충족시키기 위해 소스가 다양한 자연 녹색의 생분해성 성능 다양화 섬유 재료 개발은 과학기술계의 중요한 과제로 부상하고 있다.
국가과학기술부의 ‘중대 첨단기술 산업화 프로젝트(863 계획)’, 국가자연과학기금위원회의 ‘기초과학 연구 프로젝트’, ‘산둥성(山東省) 자연과학기금위원회’의 ‘기초과학 연구 프로젝트’, ‘칭다오시(靑島市) 중대 과학연구 프로젝트’ 비용 지원 하에 중국과학원 칭다오(靑島) 바이오 에너지 및 과정(過程)연구소 모우신둥(牟新東) 연구원이 주도하는 ‘그린 화학 촉매 연구팀’은 최근 관련 연구를 통해 가격이 저렴한 재생 가능 펄프 섬유(Pulp fibers)를 원료로 하여 화학 특성 변환 및 기능화 연구를 실행하여 여러 가지 다양한 성과들을 달성하였으며 관련 성과는 Chem. Commun.、J. Mater. Chem. 학술지에 발표되었다.
연구팀의 왕하이숭(王海松), 리빈(李濱) 등 연구원들은 시장에 출시된 ‘표백 침엽수 크래프트 펄프(Bleached softwood kraft pulp)’를 원료로 하고 화학 방법과 생물 효소(Biological enzyme) 방법 커플링 처리를 통해 바이오매스 섬유의 α 섬유소 포함량을 90% 수준으로 향상시키고 반응 성능을 70% 이상 수준에 도달시킴으로써 비스코스(Viscose) 섬유용 펄프(Pulp) 성능 지표(指標)에 도달시켰다.
동 기술 응용은 처리 과정이 간단하고, 생산 원가가 저렴하기 때문에 바이오매스 섬유의 고부가가치화 이용을 실현하였을 뿐만 아니라 석유화학 자원에 대한 화학섬유 산업의 의존도를 낮추었다. 연구팀의 관련 연구성과는 ‘중국 제지(中國造紙)’ 학술지(2011，30（8）：63-67)와 ‘종이 및 제지’ 학술지(2012,1(31):23-27.)에 발표되었다.
연구팀은 펄프 섬유의 부가가치를 한층 더 향상시키기 위해 이온 액체를 용제(Solvent)로 하고 키토산 및 자기 무기 입자를 혼합시켜 회수 가능한 섬유소 마이크로 구(球)를 개발하였다(CN201110447643.7).
동 마이크로 구는 Cu2+, Fe2+와 Pb2+ 등 금속 이온에 대해 이상적인 흡착 역할을 발휘할 뿐만 아니라 회수 및 중복 사용이 가능하기 때문에 폐수 처리에서 폭넓은 응용 전망을 보유하고 있다. 연구팀의 관련 연구성과는 Chemical Communications 학술지 표지 논문으로 발표되었다(2012, 48 (59)).
연구팀이 개발한 섬유소 마이크로 구(球)는 글루타알데히드(Glutaraldehyde)와 가교(Crosslinked) 후 효소 고정화에 응용될 수 있으며 고정화 후의 포도당 산화효소(Glucose oxidase)가 15회에 달하는 순환 사용을 거친 후 효소의 활성은 초기 시작 단계의 84.2% 수준을 유지한다는 점이 입증되었다.
동 방법은 바이오 공정, 촉매, 의약 등 관련 분야에서 폭넓은 응용 전망을 보유하고 있으며 관련 연구성과는 Journal of Materials Chemistry 학술지에 발표되었다(2012, 22 (30), 15085-15091).
그림 1. 섬유소 마이크로 구(球)가 금속 이온에 대한 흡착 및 회수 과정 표시도
그림 2. 섬유소 마이크로 구(球)를 포도당 산화 효소의 고정화에 응용 및 중복 사용 과정 표시도
출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201211/t20121112_3681713.shtml
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