재생 가능원료(renewable resource)를 사용하여 폴리에스테르(polyester)를 제조하는 방법이 독일 연구팀에 의해 개발되었다.

현재 대부분의 플라스틱은 화석 연료를 원료로 사용하여 만들어지고 있다. 하지만, 화석연료의 수요는 계속 증가하고 있어 재생 가능한 원료로부터 플라스틱을 제조하는 기술이 요구되는 상황이다.

독일 콘스탄츠 대학교(University of Konstanz)의 Stefan Mecking과 Dorothee Quinzler는 바이오원료(biomass)에서 만들어진 운데시놀(undecenol)로부터 카르보닐화(carbonylation) 중합 공정을 거쳐 폴리에스테르인 폴리(도데실로에이트) (poly(dodecyloate))를 제조하는 방법을 개발했다.

운데시놀은 피마자유(castor oil)의 주성분인 리시놀레산(ricinoleic acid)으로부터 두 개의 고효율 전환단계를 거쳐 얻어진다.

피마자유는 쉽게 구할 수 있는데다가 일부 다른 바이오원료와는 달리 식용으로 사용되지 않는다는 장점도 있다.

Mecking 연구팀은 코발트/피리딘 촉매의 존재 하에 운데시놀을 고온(160도) 가압 상태의 일산화탄소에 노출시킴으로써 고분자량의 폴리(도데실로에이트)를 얻을 수 있었다.

콘스탄츠 연구팀이 개발한 합성 경로의 특징은 재생가능원료를 사용하여 플라스틱을 만드는 다른 공정들이 대게 발효과정을 거치는데 비하여, 이들이 개발한 합성법은 발효공정을 사용하지 않는다는 점이다.

연구팀은 논문에서 화학 합성법을 사용하면 발효공정을 거치는데 비해 원료의 사용효율도 높으며 반응에 걸리는 시간이나 반응기의 활용측면에서도 유리하다고 밝히고 있다.

또한, Mecking은 식물성 유지의 분자구조를 최종 플라스틱에 가급적 유지하기 위해서는 발효 공정에 비해 완전히 화학 합성법만을 사용하는 것이 유리하다고 설명했다.

독일 포츠담 대학교(University of Potsdam)에서 재생 가능자원의 지속 가능한 사용을 연구하는 Michael Meier는 석유 공급이 영원히 계속되지는 않을 것이고, 이제 화학자들이 새롭고 지속 가능한 해법을 찾아내야 할 때라면서, 콘스탄츠 연구팀의 연구결과는 완전 재생가능 자원으로 폴리에스테를 만드는 새로운 방법을 보여준 것이라고 밝혔다.

Mecking은 이 공정을 최적화하기 위한 연구를 계속 진행할 계획이다. 그는 현재 연구팀이 원료 사용 효율을 높이고 사용 가능한 원료의 범위를 넓히는 연구를 하고 있다고 밝히면서 여러 응용에 필요한 물성 정보를 획득하는 것도 중요한 과제라고 덧붙였다.

조나리 기자/olivelina@paran.com