나일론만큼 튼튼한 생분해 어망 개발…1년 내 92% 분해

[충청타임즈] 전 세계적으로 바다환경을 파괴하고 오염시키는 골칫덩어리인 어망을 빠른 시간 내 분해할 수 있는 기술을 국내 연구진이 확보했다.

한국화학연구원 전현열·김효정 박사와 박성배 선임연구원, 인하대 오동엽 교수, 서강대 박제영 교수 공동 연구팀은 나일론 수준의 강도와 유연성을 갖는 어망용 생분해성 ‘폴리에스터-아마이드(PEA)’ 고분자를 개발했다고 27일 밝혔다.

의류나 그물 등 나일론 폐기물은 땅뿐만 아니라 바다에서도 분해되지 않아 전 세계적인 해양 환경오염 원인으로 꼽힌다.

이에 생분해성 플라스틱에 대한 연구가 시도되고 있지만 내구성이 떨어져 어망에 적용하기 쉽지 않았다.

연구팀은 생분해를 촉진하는 에스터(ester)와 질긴 특성을 갖는 아마이드(amide)를 최적의 비율로 결합해 높은 분해성과 내구성을 동시에 갖는 PEA 고분자를 개발했다.

독성 유기용매 없이도 10ℓ 용량 대형 반응기에서 직접 중합하는 공정을 개발, PEA를 산업적 규모(4㎏)로 생산하는 데 성공했다.

개발한 PEA를 포항 앞바다에 1년 동안 담가 실험한 결과, 최대 92.1%까지 생분해됐다.

기존 생분해성 플라스틱의 최대 분해율(35.9%)보다 압도적으로 높은 수치로, 분해 미생물이 많은 땅속 퇴비 환경에서는 더 높다.

인장강도(끊어질 때까지 잡아당길 때 견디는 힘)는 최대 110MPa(메가파스칼) 이상으로 나일론6과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)보다 우수했다.

연구팀은 실제 PEA로 만든 실 한 가닥으로 10㎏의 물체를 들어 올려도 끊어지지 않음을 실험을 통해 확인했다. 옷감으로 제작하면 150도의 다림질에도 견딜 정도의 내열성을 갖췄다.

현재 상용화를 위한 후속 연구를 진행 중이며, 2년 안에 실용화가 가능할 것으로 연구팀은 보고 있다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’(Advanced Materials) 지난달 호 표지 논문으로 실렸다.

/대전 한권수기자