바이오 플라스틱

바이오 플라스틱이란?  

합성 수지의 기능을 모두 갖추고 있으면서 땅 속에 묻히거나 빛을 오래 쬐면 자연히 분해되는 신물질.

아직 제조 원가가 비싸고 합성 수지와 같이 광범한 용도로 쓰이기에는 개발될 물질이 다양하지 못함.

아래와 같은 제품들이 일부 이용되고 있다.

- 현재 생분해성, 생붕괴성, 광분해성 등 세 분야에서 연구가 진행

1.생분해성 플라스틱

합성수지와 달리 고분자 화합물인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 대신에 미생물을 원료로 사용해 플라스틱과 비슷한 기능을 유지하면서 분해 역시 완벽한 물질이다.  이것은 물질 자체가 합성수지에 가깝지만 아직 생산 원가가 높아 상품화에 어려움을 겪고 있으며, 유전공학을 이용한 미생물의 대량 생산, 분리?정제 가공 기술 연구, 다양한 용도에 적합한 균주 개발 등의 과제를 안고 있다.

2. 생붕괴성 플라스틱

지금까지 연구된 바이오 플라스틱 중 생산 원가가 비교적 저렴한 물질이다. 쌀이나 보리 등에서 쉽게 얻을 수 있는 전분 등 자연적으로 분해되는 고분자 물질을 폴리에틸렌 등과 섞어 플라스틱 제품을 생산하는 기술을 말하며 원가가 기존 합성 수지의 1.5배정도에 불과해 산업화가 다른 분야에 비해 신속히 이루어지고 있다.  그러나 전분과 함께 배합된 폴리에틸렌 등 합성 수지 원료는 기존 제품과 마찬가지로 분해되지 않는데다가 전분이 많이 포홤되어 제품의 경도를 높이는 것이 과제로 남아 있다.

3. 광분해성 플라스틱

말 그대로 빛에 일정 기간 노출되면 분해되는 플라스틱을 말한다.  태양 광선 중 자외선을 받으면 고분자의 고리가 끊겨 플라스틱의 물리적 성질이 약해지고 궁극적으로 분자량을 낮춰 분해되도록 만들었다.  비닐 하우스에 쓰이는 농업용 필름, 농약병, 캔콜라나 맥주의 캐리어 등으로 적합하다.

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요즘 ‘녹색 성장 테크놀로지’란 말이 많이 나온다.
환경 파괴를 최소화하면서 경제성장을 이어갈 수 있는 기술들을 의미한다.
신재생 에너지 기술, 그린 건축 기술 등이 그런 것들이다. 이런 첨단 기술들을 성공적으로 산업화할 경우 지난 20여 년간 IT 혁명이 우리에게 안겨준 것과 견줄 만한 기술혁신과 변혁을 가져다 줄 것으로 예측되고 있다. 그중 하나가 바이오 플라스틱 기술이다.

대부분의 플라스틱류는 원유를 정제해 얻은 원료를 이용해 만들어진다. 이에 비해 바이오 플라스틱은 재생이 가능한 식물유래자원(바이오 매스)으로 제조된다는 차이가 있다. 대표적인 예로는 옥수수를 원료로 이용한 플라스틱인 폴리유산이 있다. 아직까지는 물성이 기존의 플라스틱에는 다소 못 미치지만 매우 중요한 새로운 플라스틱 소재다. 이들은 다른 물질과의 혼합물 형태로 이미 휴대전화, 노트북 컴퓨터 등에 사용되기 시작했다.

바이오 매스를 제품의 원료로 이용하면 제품의 전 생애를 통해 지구온난화를 일으키는 이산화탄소의 양을 새롭게 증가시키지 않는다. 즉 식물이 성장하기 위한 광합성 과정에서는 이산화탄소를 오히려 필요로 하므로 제품 제조 공정에서 이산화탄소가 발생되더라도 전체적으로는 제로섬이 되어 지구에 탄소의 흔적(carbon footprint)을 남기지 않게 된다.

우리나라에서 바이오 플라스틱에 관한 본격적인 연구개발이 시작된 것은 1990년대다. 그 후 전 세계에서 일곱 번째로 생분해성 바이오 플라스틱의 상업화에 성공하기도 했지만 아쉽게도 외환위기 여파로 본격적인 산업화로 넘어가지는 못한 상태다. 그러나 기존 플라스틱 산업 발전 과정에서 축적한 기술력을 적극 활용해 바이오 플라스틱 분야에 접목한다면 신성장 동력의 한 축을 구축할 수 있다. 유럽 바이오플라스틱협회는 2015년께 세계적으로 바이오 플라스틱의 사용량이 전체 플라스틱의 약 20% 수준에 달할 것으로 예측하고 있다.

바이오플라스틱 산업을 국가의 미래산업으로 키우기 위해서는 바이오 매스 자원의 확보, 생물화학공학적 전환 공정 및 중합 공정의 개발, 제품화 기술개발 등의 일관된 연구개발이 필요하다. 특히 바이오 매스 자원이 별로 없는 우리로서는 자원이 풍부한 국가와의 협력이 시급할 뿐만 아니라 연구개발 로드맵의 적극적인 추진이 절실히 요구된다.