플라스틱의 처리가 큰 환경 문제가 되고 있는 가운데, 자연 환경 속에서 미생물에 의해 물과 탄산 가스로 분해되는 생분해성 플라스틱에의 기대가 높아진 것은 이미 오래다.

금번 일본 가나자와공업대 게놈 생물 공학 연구소의 오오사와 사토시 교수(45) 외의 연구 그룹은 물을 튕겨내는 식물의 잎의 구조를 응용, 항균성이 높은 생분해성 플라스틱의 개발에 성공하였다. 이 기술은 지금까지 사용이 한정되어 있던 의료, 식품위생 분야에서의 실용화가 기대되고 있다.

생분해성 플라스틱에는 많은 연구과제가 남아 있지만, 「항균성」문제도 그 중 하나이다. 그 이유는 미생물에 의해 분해된다고 하는 특성과 반대로 장해가 되기 때문이다.

오오사와 교수는 물을 튕겨내는 표면 구조를 가지는 물질에 대장균 등의 미생물은 번식하기 어려운 점에 착안해, 연꽃이나 토란 등의 잎의 발수성이 높은 것에 주목하고 조사하였다. 토란의 잎의 표면에는 20 μm 정도의 미세한 요철과 그 중에 1μm 이하의 요철이 있어, 이 이중구조가 물을 튕겨내는 요인이 되는 것을 알 수 있었다.

연구 그룹은 토란의 잎의 구조를 주형에 취해 생분해성 플라스틱의 표면을 처리하였는데, 이것으로 높은 발수성을 얻을 수 있었다. 물질이 물을 어느 정도 적시는가는, 물방울과 물질 표면의 각도(접촉각)에 의해 나타낼 수 있는데, 접촉각이 커질수록 발수성이 높은 것을 나타낸다. 실험에서는 처리를 한 생분해성 플라스틱을 토란잎의 접촉각(146번)보다 높은 접촉각(148번)을 달성하였고, 이것으로 곰팡이나 대장균이 번식하기 어렵다는 사실도 실증하였다.

불소 가공 등의 발수 기술을 사용하지 않고, 표면 구조를 가공하는 것만으로 발수성•항균성을 높이는 오오사와 교수들의 연구는 환경에 한층 우호적인 기술이다. 오오사와 교수는 “원래 발수성의 낮은 생분해성 플라스틱에 발수성을 갖게 하는 것은 이론적으로는 어렵다고 여겨지고 있었다. 본래 친수성의 높아야 할 식물이 물을 튕기는 구조가 힌트가 되었다”라고 의의를 강조한다.

오오사와 교수의 발상은 반대로 친수성이 강하면서 인쇄 등에 적합한 생분해성 플라스틱의 생성도 가능하게 한다. 교수는 “자연으로부터 배워, 해명하는 것으로 발수성•항균성 등의 기능을 개발해, 폭넓은 순환형의 재료를 보급시키는 것이 연구의 목표입니다”라고 말한다.

홍순우 기자/ kip@packnet.co.kr