[지금은 과학] 플라스틱 공해 문제 해결될까

[아이뉴스24 정종오 기자] 플라스틱 공해 문제는 심각한 상황으로 치닫고 있다. 바다에 흘러들어 생태계를 파괴하고 있다. 지탱가능한 사회를 위해 빨리 해결해야 할 글로벌 문제로 떠올랐다.

재활용할 수 있는 고분자 원천 소재의 개발 기술 확보는 친환경 미래 사회 구현을 위한 매우 도전적 과제이다. 사회, 경제적 파급효과도 크다.

한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형)은 화학과 홍순혁 교수와 최경민 연구원(박사과정)이 탄소중립 순환 경제 사이클을 구현할 수 있는 화학적 재활용이 가능한 신규 고기능성 고분자 소재를 개발했다고 27일 발표했다.

연구팀은 이번에 개발된 소재를 촉매적 분해 반응을 통해 원재료 물질 또는 고부가가치 화합물로 완벽에 가까운 수율로 재활용할 수 있음을 확인했다 [사진=KAIST]

홍 교수 연구팀은 이산화탄소를 고정해 합성 가능한 카보네이트 작용기를 활용, 정교한 분자적 디자인과 설계를 통해 화학적 재활용이 가능한 새로운 고분자 소재를 개발하는데 성공했다.

개발된 소재는 산소 함유 작용기를 풍부하게 가지고 있는 구조적 특성이 있어서 높은 산소 차단성을 보였다. 산·염기 조건에서도 높은 내구성을 나타낸다.

고분자 상태에서 300℃ 이상의 높은 열안정성을 가지고 있어 프레스 성형이나 용액 주조 등 다양한 방식으로 가공할 수 있다. 이러한 특성의 재활용 가능한 신소재는 식품 또는 의약품 포장에서부터 디스플레이, 반도체 소자 등 고부가가치 재료로 활용될 수 있다.

연구팀은 개발된 소재를 촉매적 분해 반응을 통해 원재료 물질 또는 고부가가치 화합물로 완벽에 가까운 수율로 재활용할 수 있음을 확인했다. 나아가 산화 반응을 통해서도 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄 등 합성 섬유와 플라스틱 재료나 의약품 합성의 원천물질 등으로 재활용이 가능함을 보였다.

홍순혁 교수는 “기초화학적 분자와 촉매의 정교한 디자인, 합성 연구는 플라스틱 공해 문제를 해결하는 원천 기술을 제공하고 지속가능한 미래를 위한 혁신 소재 개발의 중요한 기반이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

최경민 연구원이 제1 저자로 참여한 이번 연구(논문명: Chemically Recyclable Oxygen-Protective Polymers Developed by Ring-Opening Metathesis Homopolymerization of Cyclohexene Derivatives)는 국제학술지 ‘켐(Chem)’ 6월 21일자에 실렸다.

/정종오 기자(ikokid@inews24.com)