[이현석의 건강수명 연장하기] 미래 희망 ‘바이오플라스틱 소재’

1997년 미국 LA에서 하와이까지 요트 경기가 열렸는데 선장인 찰스 무어는 이상한 것을 보게 된다. 갑자기 바람도 없고 바다의 흐름도 멈춘 상태에서 주변을 보니 거대한 섬처럼 보이는 것이 있었다. 가까이 다가가보니 플라스틱이 모여 있는 쓰레기 섬이었다.

그런데 더 심각한 문제는 이 섬이 발견된 이후 규모가 매년 커지고 있다는 점이다. 최근에는 우리나라 국토 면적의 16배 크기에 약 8만톤 정도의 플라스틱 쓰레기가 모여있는 것으로 추정된다. 그리고 북태평양 외에도 남태평양, 북대서양, 남대서양, 인도양 등에도 크기는 조금 작지만 거대한 쓰레기 섬이 있다.

사실 플라스틱이 처음 나왔을 때는 썩지 않는 장점 때문에 사용하기 편리할 뿐 아니라 벌목과 상아를 얻기 위한 코끼리 남획을 줄일 수 있어 친환경적이라고 생각했다. 이를테면 냉장고나 세탁기의 케이스를 나무를 만든다면 얼마나 많은 나무가 필요하겠으며, 또 나무 부분이 썩어 들어간다면 얼마나 비위생적이며 불편하겠는가. 이런 편리함으로 인해 플라스틱의 사용은 점점 증가해 왔다. 특히 우리나라는 2016년 통계청 조사에 의하면 1인당 플라스틱 사용량이 98.2 kg로 세계 1위라고 한다. 배달음식의 발달 역시 플라스틱에 적지 않게 기여하고 있다.

플라스틱의 환경 파괴를 막기 위한 국제적인 노력은 1997년 교토의정서를 시작으로 2015년 12월 파리 협정이 채택되면서 국제적인 협력이 구축됐다. 그러나 플라스틱 소비는 증가하고 있으며 이로 인한 환경 파괴는 심각하다. 따라서 기존의 플라스틱과는 달리 쉽게 분해가 되는 바이오 기술이 주목을 받고 있는데 일반적으로 4가지 카테고리로 나뉘어 왔다.

우선 천연고분자 플라스틱은 곡물에서 추출되는 전분이나 곡물의 잎과 줄기에 있는 셀룰로오스, 그리고 게나 새우 껍질에 있는 키틴과 단백질을 이용한 제품이다. 다른 방식에 비해 플라스틱 가공성은 떨어지나 분해가 잘되고 쉽게 원료를 구할 수 있으며, 가격이 상당히 저렴하여 포장재 등으로 쓰인다.

두 번째로 합성고분자 플라스틱이다. 발효 기술을 이용해 아미노산을 합성한 후 이를 가공하여 만든다. 원하는 상태로 쉽게 가공할 수 있어 이상적이지만 아직은 단가가 매우 비싸 일반화되지는 못하고 있다.

미생물을 이용해 생산하는 고분자 플라스틱은 생분해성이 뛰어난 반면 대량생산이 힘들고 범용 제품을 만들기도 쉽지 않으며 비용도 고가이다.

마지막으로 혼합형이 있다. 전분과 같은 천연물과 기존 수지를 혼합하여 만든 것으로, 천연물질만 분해가 되기 때문에 오히려 미세플라스틱이 위험을 증가시킬 수 있다.

결과적으로 이같은 방식들은 첫째, 강도와 신장률 등 물리적 특성 및 가공성이 취약하고 둘째, 기존 제품 대체 및 응용분야 확대가 힘들며 셋째, 가격이 비싸고, 넷째 재활용이 힘들다는 한계가 있어서 대량 보급이 힘들었다. 그러나 기존과 다른 새로운 기술이 발달하면서 미래에 기대를 갖게 하고 있다.

이를테면 미국 뉴욕의 디자인업체인 크렘은 플라스틱 일회용 컵을 대체할 수 있는 호리병박 컵을 제작했다. 호리병을 만드는 박에 3D로 만든 틀을 씌어 원하는 잔을 만들었다. 또, 미국 조지아 공대에서는 게의 껍데기에 있는 키틴과 나뭇조각의 셀룰로오스를 섞어 페트병과 유사한 물질을 만들었는데 이 제품은 산소 투과율이 PET병보다 67%나 적어 식품을 더 신선하게 보존할 수 있다.

아이슬란드에서는 해초로 페트병을 대체하는 방법을 개발했다. 해초에서 추출한 한천을 물에 풀어 틀에 넣고 물병을 만들면 안에 물이 담겨 있을 때는 형태를 유지하지만 비어있으면 곧바로 분해가 시작된다. 또 미국 바이오기업 크레이그 바이오크래프트는 미 육군의 방탄복에 들어가는 거미줄을 개발했다. 거미들의 유전자를 누에에 넣어 거미줄을 대량 생산하는 방식인데 기존 방탄복에 들어가는 합성섬유인 케블라보다 훨씬 강하면서도 부드러운 장점이 있다.

기존과 다른 새로운 개념의 친환경 플라스틱 소재를 개발하는 것은 환경을 보호함과 동시에 미래를 이끌 핵심 산업이 될 것이다.

[이현석의 건강수명 연장하기] 미래 희망 ‘바이오플라스틱 소재’, 디지털타임스, 2026년 1월 20일 입력, 

https://www.dt.co.kr/article/12041803?ref=naver