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國際學術誌 '綠色化學' 表紙에 실린 海洋 生分解性 폴리비닐알코올(PVA) 코팅劑 作用過程을 表現한 그래픽. KAIST 提供
國內 硏究陣이 海洋에서 82% 分解되는 종이 코팅制를 開發했다. 旣存 生分解되지 않는 플라스틱을 使用하는 종이 코팅劑와 달리 生分解性 플라스틱을 使用했다. 微細플라스틱 生成을 防止해 親環境的인 종이 包裝材 製作에 活用될 것으로 展望된다.
17日 KAIST는 명재욱 建設및環境工學科 敎授와 量한瑟 延世大 敎授 共同 硏究팀이 生分解性 플라스틱人 폴리비닐알코올(PVA)을 使用해 持續 可能한 海洋 生分解性 종이 코팅制를 開發했다고 17日 밝혔다.
종이 鋪裝은 흔히 親環境 包裝材로 알려졌지만 수분 抵抗性, 酸素 遮斷性, 强盜 等에 弱하다는 短點이 있다. 이를 補完하기 위해 폴리에틸렌(PE), 에틸렌비닐알코올(EVOH) 等이 코팅劑로 活用되지만 이런 物質들은 分解되지 않아 自然環境에 버려지면 플라스틱 汚染을 심화시킨다.
硏究팀은 生分解性 플라스틱人 PVA에 硼酸을 利用해 종이 코팅制를 製作했다. 이 코팅制를 종이 包裝材에 使用하자 生分解性, 生體 適合性, 高遮斷性, 高强度를 갖는 包裝材를 具現할 수 있었다. 이 코팅制를 使用한 종이 包裝材는 酸素나 水蒸氣에 優秀한 遮斷性을 보이며 物理的 强度도 優秀했다. 特히 多濕한 環境에서도 높은 强度를 維持해 종이의 短點을 劃期的으로 克服했다.
硏究팀은 開發한 코팅制의 持續可能性을 評價하기 위해 生분해도와 生體適合性을 深層 檢證했다. 實驗室에서 生分解가 일어나기 가장 어려운 環境인 海洋環境을 模倣해 코팅制의 생분해도를 測定했다.
物質의 炭素 成分이 二酸化炭素로 광물화되는 程度를 111日 동안 分析한 結果 코팅劑 成分에 따라 59~82% 生分解됨을 確認했다. 電子顯微鏡을 통해 海洋 微生物이 코팅 素材를 分解하고 있는 現象을 捕捉했고 코팅 素材의 낮은 神經毒性을 確認했다. 쥐 生體 反應 實驗을 통해 코팅 종이의 높은 生體適合性을 檢證했다.
명재욱 敎授는 “硼酸 架橋 폴리비닐알코올 코팅紙는 人爲的인 堆肥化 條件이나 下水處理 施設이 아닌 自然環境에서 生分解되며 저毒性 物質이기 때문에 意圖치 않게 버려지더라도 環境汚染을 심화시키지 않아 潛在的으로 플라스틱 包裝材의 持續可能한 代替財가 될 수 있다”고 말했다. 硏究 結果는 國際學術誌 ‘綠色 化學’과 ‘食品 化學’에 各各 4月 17日, 2月 19日 온라인 揭載됐다.
