울산대(총장 오연천)는 진정호 첨단소재공학부 교수 연구팀이 물에 잘 젖지 않고 생분해되는 친환경 투명필름을 개발했다고 지난 16일 발표했다.
일상에서 흔히 접하는 포장재는 외부 산소나 수분 침투에 의한 식품 부패를 방지하기 위해 합성 플라스틱 수지 필름에 알루미늄 금속박막을 덧씌워 생산한다. 재활용이 불가능한데다 소각 과정에서 미세먼지, 유독가스 등 다량의 유해 물질이 발생한다. 목재 펄프로부터 생성되는 천연 고분자 셀룰로스를 이용해 기존 합성플라스틱 포장재를 대체하는 연구가 진행되고 있지만 셀룰로스 소재 자체의 친수성으로 인해 상용화에는 한계가 있다.
연구팀은 수중대향충돌 방식으로 셀룰로스를 10억분의 1 크기로 분해한 나노 셀룰로스를 대량 제조해 투명 필름을 제작하는 데 성공했다. 수중대향충돌 방식이란 셀룰로스 등 섬유성 천연 고분자의 나노 섬유화를 위한 물리적인 충돌 방식이다. 서로 마주 보고 있는 한 쌍의 노즐을 통해 나오는 셀룰로스 분산액을 충돌 에너지로 미세화함으로써 나노 섬유로 제조할 수 있는 공정이다.
연구팀은 가정용 프라이팬 표면에 적용된 것과 비슷한 발수·발유 코팅 박막을 적용해 물에 약한 셀룰로스 특유의 성질을 보완했다. 진 교수는 “나노셀룰로스 투명복합필름은 물속에서 20분 이상 내수성을 유지하면서도 생분해가 가능하다”며 “식품 선도 유지를 위한 산소 차단 성능도 우수해 합성 플라스틱을 대체하는 천연소재로 상용화하는 발판을 마련했다”고 강조했다.
연구 결과는 유기고분자화학 분야 학술지인 ‘카보하이드레이트 폴리머’ 12월 호에 게재됐다.
울산=하인식 기자 hais@hankyung.com