국립생물자원관, 바이오플라스틱 분해 촉진하는 곰팡이 균주 발견
의료용 등에 쓰인 바이오플라스틱 친환경적 분해
환경부 소속 국립생물자원관(관장 배연재)은 경북대 정희영 교수진과 공동연구로 의료용 등에 쓰이는 바이오플라스틱의 분해를 더욱 촉진하는 곰팡이 균주를 최근 찾았다고 밝혔다.
바이오플라스틱은 자연계에서 분해되지 않는 일반 플라스틱과 달리 토양 중 미생물에 의해 생분해된다. 그러나 일부 바이오플라스틱은 자연계에서 완전분해가 어려우며 분해되는데 수년 이상이 걸리기도 한다.
이번 연구에 사용한 분해되기 힘든 바이오플라스틱은 ‘폴리카프로락톤 디올(PCL)’과 ‘폴리유산(PLA)’이며, 현재 의료용 튜브, 봉합사 등 의료용 소재를 비롯해 포장재, 코팅제 등으로 사용되고 있다.
연구진은 토양에 서식하는 곰팡이가 가진 물질의 분해 능력에 주목하고 국내 10여 곳의 토양에서 분리한 200여 개 곰팡이 균주를 대상으로 바이오플라스틱의 분해 능력을 확인했다. 그 결과 7개 균주가 분해 능력이 높은 것으로 나타났고, 균주에 따라 분해할 수 있는 물질과 시간이 다른 것으로 확인되었다.
이 가운데 곰팡이 ‘푸시콜라 아세틸레리아(Fusicolla acetilerea)’가 폴리카프로락톤 디올(PCL)과 폴리유산(PLA)을 모두 분해했다. ‘탈라로마이세스 피노필루스(Talaromyces pinophilus)’는 폴리유산(PLA)을, 효모인 ‘아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum)’은 폴리카프로락톤 디올(PCL)을 분해했다.
폴리카프로락톤 디올(PCL) 분해는 균주에 따라 7~14일 정도 걸리며, 폴리유산(PLA)의 완전분해에는 45일이 걸리는 것으로 나타났다.
이번 연구는 국내 토양에 자생하는 곰팡이를 활용하여 바이오플라스틱 폐기물을 분해하는 기반을 마련했다는 데 의미가 있다.
국립생물자원관은 분해효소 유전자 파악 등 분해 원리 연구를 추진하고 바이오플라스틱 생분해 공정에 활용하기 위해 이 균주들에 대한 특허를 최근 출원했다.
배연재 국립생물자원관장은 “미생물은 분해자로 생태계 물질 순환의 큰 축을 담당하고 있다”며 “미생물이 가진 분해능력을 오염정화에 활용할 수 있도록 다양한 미생물을 찾아낼 계획”이라고 밝혔다.
LG화학, 세계 최초 생분해성 신소재 개발
PP 등 합성수지와 동등한 기계적 물성 구현
LG화학이 세계 최초로 합성수지와 동등한 기계적 물성 구현이 가능한 생분해성 신소재 개발에 성공했다.
LG화학은 10월 19일 독자기술 및 제조공법을 통해 기존 생분해성 소재의 유연성(신율, 伸率) 및 투명성을 획기적으로 개선한 신소재를 자체 개발했다고 밝혔다.
LG화학이 개발한 신소재는 옥수수 성분의 포도당 및 폐글리세롤을 활용한 바이오 함량 100%의 생분해성 소재로, 단일 소재로는 PP(폴리프로필렌) 등의 합성수지와 동등한 기계적 물성과 투명성을 구현할 수 있는 전 세계 유일한 소재다.
기존 생분해성 소재의 경우 물성 및 유연성 강화를 위해 다른 플라스틱 소재나 첨가제를 섞어야 해 공급 업체별로 물성과 가격이 달라지는 한계가 있었지만, LG화학이 개발한 생분해성 신소재는 단일 소재로 고객이 원하는 품질과 용도별 물성을 갖출 수 있다.
특히 핵심 요소인 유연성은 기존 생분해성 제품 대비 최대 20배 이상 개선되면서 가공 후에도 투명성을 유지할 수 있어 생분해성 소재가 주로 쓰이는 친환경 포장재 업계에 파급 효과가 매우 클 것으로 예상된다.
기존 생분해성 수지의 경우 혼합 소재의 특성상 불투명한 포장재 제품 등으로 활용되어 왔다.
또한 유럽연합을 중심으로 전 세계적인 일회용품 사용 규제가 강화됨에 따라 생분해성 소재 수요가 증가하고 있는 비닐봉투, 에어캡 완충재, 일회용 컵, 발포 제품 및 마스크 부직포 등의 다양한 분야로도 확대 적용이 가능할 것으로 기대된다.
시장조사업체 등에 따르면 생분해성 소재 시장은 2019년 4조 2,000억 원에서 2025년 9조 7,000억 원 규모로 연평균 약 15% 성장할 전망이다.
LG화학이 신소재 개발에 성공할 수 있었던 것은 생분해성 핵심 물질에 대한 고유의 원천기술이 있었기 때문이다. LG화학은 현재 선제적 출원을 통해 생분해성 중합체, 조성물, 제조 방법 등에 대한 총 25건의 특허를 국내외 보유하고 있다. 이를 바탕으로 LG화학 미래기술연구센터는 생분해성 핵심 물질의 분자량을 향상시키고 이를 중합하는 기술에 대한 연구를 진행했고, 기존의 소재와 차별화된 물성의 생분해성 신소재 개발에 성공했다.
LG화학은 최근 독일의 생분해성 소재 국제인증기관인 ‘DIN CERTCO’로부터 신규 개발한 생분해성 소재가 유럽의 산업 생분해성 인증 기준에 따라 120일 이내 90% 이상 생분해되는 결과도 확인받았다.
LG화학은 확보된 신기술을 바탕으로 생분해성 소재 시장 진입을 가속화하는 한편 사업 확대를 위한 바이오 원료 확보에도 박차를 가할 계획이다. 2022년에 고객사를 대상으로 시제품 평가 등을 진행하고 2025년 양산을 목표로 하고 있다.
LG화학 CTO 노기수 사장은 “전 세계적으로 친환경 소재에 대한 관심이 커지고 있는 가운데 100% 바이오 원료를 활용한 독자 기술로 생분해성 원천 소재 개발에 성공했다는데 큰 의미가 있다”며 “친환경 소재 분야에 연구개발을 집중해 자원 선순환 및 생태계 보호에 앞장서는 기업으로 발돋움할 것”이라고 말했다.
▲ LG화학의 생분해성 신소재 및 시제품
GS샵, 신발용 친환경 박스 ‘One Box’ 도입
안 쓰고 줄이고 쉽게 사용 가능
GS샵이 지난 10월 27일 패션 전문 프로그램 ‘더컬렉션’에서 방송하는 ‘브루마스 앵클부츠’에 신발용 친환경 박스 ‘One Box’를 도입했다고 밝혔다.
이번에 도입한 ‘One Box’는 ▲안 쓰고(플라스틱 보형재, 비닐테이프) ▲줄이고(2중 박스포장을 1차 포장으로) ▲쉽게(송장 제거 편리, 분리수거 용이) 사용하는 친환경 박스로 제작한 것이 특징이다.
비닐 테이프를 사용하지 않고도 박스 봉인이 가능하며 이중포장을 줄였다. 뿐만 아니라 박스 상단의 운송장을 쉽게 떼어 분리수거 할 수 있도록 절취선을 만들었다. 또한 신발 포장에 사용한 충전재는 모두 종이로 만들어져 한 번에 재활용이 가능하다.
앞으로 GS샵은 ‘브루마스 앵클부츠’를 시작으로 GS샵에서 방송하는 신발 상품에 친환경 ‘One Box’ 도입을 점차 확대 적용해 나간다는 계획이다.
한편 GS샵은 작년부터 친환경 포장재를 적극적으로 도입하고 적용 상품을 확대해 나가고 있다. 올해는 종이 완충재, 물 아이스팩, 컬러잉크를 사용하지 않은 친환경 박스 등 다양한 친환경 포장재를 사용하고 있으며 친환경으로 지구를 구하는 ‘친구 프로젝트’를 전사적으로 진행하고 있다.
배재성 GS샵 CX센터 상무는 “지난해부터 시작한 친환경 포장재 도입은 올해 TV홈쇼핑 상품 기준으로 적용율이 15%를 넘어섰다”며 “친환경으로 지구를 구하는 ‘친구 프로젝트’를 더욱 확대해 친환경 포장재 적용율을 높여 더 많은 고객이 함께 할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.
▲ GS샵의 신발용 친환경 박스 ‘One Box’.