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미세플라스틱 대체방안으로 bioplastic과 천연섬유 제안
연구원 2019-07-10 2134

미세플라스틱 대체방안으로 bioplastic과 천연섬유 제안

 

Penn State의 한 재료과학자(Melik Demirel, Lloyd and Dorothy Foehr Huck Endowed Chair in Biomimetic Materials)가 최근에 대두되고 있는 미세플라스틱 오염문제는 1970년대에 레저용품에 폴리에스터 소재를 사용한 최대의 실수에서 비롯된 것이며, 이의 해결을 위한 방안으로 biosynthetic fiber와 천연섬유 사용을 제안하였다.

양모, , 실크와 같은 천연섬유와는 달리 현재의 합성섬유는 석유 기반의 제품으로 대부분 생분해되지 않는다. 천연섬유는 재활용 및 생분해될 수 있지만, 여기에 합성섬유를 혼합한 섬유 역시 재활용하기 어렵거나 비용이 많이 든다.

해양에 떠다니는 플라스틱 쓰레기는 눈에 띄는 문제이지만 직물에 의해 생성된 오염은 보이지 않고 어디에나 존재한다. 해양에서는 이 미세한 플라스틱 조각이 식물과 동물에 혼합된다. 포획된 어류는 이런 미세플라스틱 입자를 시장에 내놓고 있고 사람들은 이 마이크로 입자도 함께 섭취한다.

이에 Demirel은 워싱턴 DC에서 개최된 2019년 미국 과학진흥협회 연례회의(2019 annual meeting of the American Association for the Advancement of Science)에서 이 문제를 해결하기 위한 네 가지 접근 가능한 방법을 제안하였다.

그 첫 번째는 합성섬유 사용을 최소화하고 목화, 실크, 린넨 등 천연섬유로 다시 전환하는 것이다. 그러나 합성섬유는 가격이 저렴한 반면 천연섬유에는 물과 토지이용과 같은 또 다른 환경비용이 있다는 점은 취약점이다.

그러나 수자원에서 발생하는 극세사 대부분이 세탁과정에서 비롯되기 때문에 두 번째로 세탁기 배수 유출 호스용 after market filter를 제안하였다. 의류 건조기는 극세사 탈락으로 인해 발생하는 보풀을 잡는 필터가 있지만, 현재의 전면(드럼) 세탁기에는 일반적으로 사용하지 않는다. 그러나 Demirel은 발생원에서 필터로 미세플라스틱을 잡는 것이 최상의 방법임을 주장하였다.

그는 또한 플라스틱을 분해하는 박테리아가 존재하기 때문에 세 번째 방법으로 이 박테리아를 대규모로 사용하면 섬유의 생분해를 돕거나 분해해 재사용할 수 있지만, 현재 산업적 momentum을 얻기에는 많은 시간이 걸리며, 현재로서는 학술적 연구단계에 머물러 있다고 지적하였다.

이상에 제안한 세 가지 옵션은 가능한 방법이지만 현재 전 세계 의류에 사용되는 수많은 합성섬유의 문제를 해결하지는 못한다는 점도 지적하고 있다. 따라서 네 번째 옵션으로, 재활용이 가능하고 생분해되며 합성섬유를 대체할 수 있는 bio synthetic fiber를 제안하였다. biosynthetic fiber는 내구성을 제공하기 위해 천연섬유와 혼합(복합화)될 수도 있지만, 이 복합소재를 재활용 할 수 있다.

예를 들면, 천연단백질에서 추출한 biosynthetic fiber는 원하는 특성을 갖도록 조작할 수도 있다. Demirel은 오징어 치아에서 발견된 단백질에서 영감을 얻은 실크와 비슷한 biosynthetic fiber를 개발하였는데, 이는 단백질 염기서열에서 tandem 반복의 수를 변경하면 중합체에 다양한 특성을 충족하도록 변형시킬 수 있음을 시사하고 있다. 예를 들어, Squitex라 불리는 생합성 오징어의 ring-teeth 단백질로 제조된 물질은 자가치유작용을 한다. 즉 끊어진 섬유 또는 단면은 물과 약간의 압력으로 재부착되며, 혼합된 재활용 면의 기계적 성질을 더욱 향상시킨다. 또 이 섬유는 유기물이기 때문에 완전히 생분해된다.

한편 The Army Research Office, Air Force Office of Scientific Research and the Office of Naval Research가 이 biosynthetic 재료의 합성연구를 지원하였으며, DerimelSquitex를 상용화하기 위해 설립한 회사의 공동설립자이다

 

*출처 : https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190217115852.htm

*번역 : 손성군 통섭섬유연구소

 

 

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