전 세계 환경 운동가들은 플라스틱 백(plastic bag)이 해양을 오염시키고, 매립지를 질식시키고 있다는 데 의견을 함께 하고 있다.

최근 이스라엘 텔아비브 대학(Tel Aviv University) 연구진은 옥수수 전분(corn starch)과 설탕(sugar)을 이용하여 지속 가능한 플라스틱을 제조할 수 있는 방법을 개발하고 있다.

새로운 방법으로 제조될 플라스틱은 생물 분해가 가능하고 석유화학물질로 만들어진 플라스틱보다 훨씬 더 강력하여 산업 분야에서도 경쟁력을 갖출 것으로 기대된다.

텔아비브 대학 화학과 교수인 Moshe Kol 교수는 문제에 대한 해답이 화학 반응을 지속시키거나 화학 반응을 개시하는 다양하고 새로운 촉매(catalyst)의 개발에 있다고 밝혔다.

연구팀은 이미 몇 가지 새로운 촉매를 개발했으며, 독일 아헨 대학(University of Aachen) 및 영국 배스대학(University of Bath)과 파트너십을 구축하여 개발된 촉매의 활성을 확대하는 연구를 수행 중이다.

Kol 교수는 보다 큰 내열성(heat-resistant)과 더 강력한 친환경 플라스틱을 제조하는 공정을 개선하여 자동차 산업에서 스타벅스의 커피 용기에 이르기까지 다양한 방법으로 이용할 수 있는 방안을 구상 중이다.

연구진이 연구할 플라스틱의 유형은 PLA(polylactic acid)로 옥수수, 밀 또는 사탕수수 같은 재생 가능한 식물성 원료로 만들어진 생물 분해성 플라스틱(biodegradable plastic)의 일종이다. PAL은 이미 플라스틱 파우치, 병, 필름 등에 이용되고 있으며 심지어는 폴리에스테르처럼 의복으로도 직조될 수 있다.

새로운 촉매는 락타이드(lactide)의 중합(polymerization) 반응을 가능하게 하여 옥수수를 근간으로 하는 플라스틱의 빌딩 블록(building block)을 형성한다.

상용 촉매는 옥수수를 기반으로 하는 분자로 이루어진 이러한 빌딩 블록이 결합하는 방법을 제어하는 데에 제약이 따르며, 독성을 발현시킬 수 있는 가능성이 있다. 그러나 Kol 교수가 개발한 촉매는 훨씬 더 안전하고 효율적이며, 친환경 플라스틱의 상업적인 실용 가능성을 높여 준다.

옥수수를 근간으로 하는 플라스틱의 구조는 몇 가지 변수에 따라 좌우된다. 가장 중요한 것은 레고 블록과 같은 빌딩 블록의 특성이며, 이러한 특성이 재료를 서로 지탱하게 해준다고 Kol 교수는 밝혔다.

그는 지속 가능한 옥수수를 기반으로 하는 플라스틱 보완물의 제조 또는 분해에 오랜 시간이 소요되고, 토양과 물에 유해한 오염 물질을 남기는 석유를 기반으로 하는 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 플라스틱의 제조를 목표로 하고 있다. 옥수수를 기반으로 하는 플라스틱은 어떠한 건강 부작용 효과도 유발하지 않으며, 생물 분해가 가능할 것으로 기대되고 있다.

Kol 교수는 플라스틱은 곧 사라질 물질이 아니며, 다양한 산업 분야에서 콘크리트 또는 스테인리스 스틸 제품이 플라스틱 제품으로 이동하고 있다고 지적했다. 자동차의 스틸 용품을 플라스틱으로 대체하는 것은 연료 소비를 줄일 수 있는 방안이며, 콘크리트 또는 금속으로 만든 송수관(water pipe)을 부식이 적고 파손에 강한 플라스틱으로 만들어진 송수관을 대체하는 것은 음용수의 질을 개선할 것이다.

일회용품에 대하여 완벽한 플라스틱 물질은 재생 가능한 자원으로 만들어진 고분자이며, 이러한 플라스틱은 본래 지니고 있던 비독성 형태로 분해 가능하다. 옥수수 당(corn sugar)으로 만들어진 플라스틱은 산업계에서 요구되고 있는 가장 바람직한 물질이다.

Kol 교수의 연구에 대한 예비 결과는 연구진이 실험에서 제조한 플라스틱이 폴리스티렌과유사한 형태 및 질감을 지니고 있으며, 예를 들면 음용수 컵 같은 제품을 만드는 데 이용될 수 있음을 보여 주었다. 견고성과 투명성에 대하여 현재 제조된 음용수 컵은 122 ℉ 이하의 액체에 대하여만 작용할 수 있지만, 연구진은 플라스틱과 화학 산업의 친환경 방안에 있어서 최초의 큰 성과를 달성했음을 보여 주었다.

조나리 기자/olivelina@paran.com