2022년 09월 01호 Packaging News – (사)한국포장협회

Interview / 노준석 POSTECH 기계공학과·화학공학과 교수

“메타 홀로그램 이용해 빛 노출 여부 가려내는 라벨·포장 기술 개발”

지난해 코로나19 팬데믹 하에서 백신 수급이 원활하지 못함을 우려하던 시기에 일부 백신이 유통 과정에서 상온에 노출되는 바람에 폐기 처리되는 안타까운 사고가 발생한 일이 있었다. 이처럼 백신을 비롯한 의약품은 적절하게 보관되지 않으면 변질될 위험이 있어 생산·보관 과정에서 엄격한 관리가 필요하다. 특히, 빛에 노출되면 의약품의 효능이 떨어질 수 있어, 햇빛 노출에 의한 의약품의 손상 여부를 확인하는 것은 매우 중요하다.
최근 POSTECH(포항공과대학교) 기계공학과·화학공학과 노준석 교수와 기계공학과 통합과정 김주훈씨 연구팀은 뉴질랜드 국립식물·식품연구소 스마트 패키징 팀의 최종현 박사와의 공동연구를 통해 물질의 빛 노출 여부를 가려낼 수 있는 센싱 기술을 개발했다고 밝혔다. 어떤 빛에서든 작동할 뿐만 아니라 여러 색을 표현할 수 있는 ‘만능 메타 홀로그램’을 이용해서다.
이에 본지에서는 노준석 교수와의 서면 인터뷰를 통해 이번 연구와 관련된 이야기를 들어보았다.
– 편집자 주

▲ 노준석 POSTECH 기계공학과·화학공학과 교수

Q. 먼저 본인에 대한 소개를 부탁드린다.
A. POSTECH 기계공학과와 화학공학과 교수로 재직하며 나노 공정 및 생산 기술을 바탕으로 메타물질에 기반한 차세대 디스플레이와 메타 홀로그램 등의 연구를 진행하고 있다. POSTECH에서 무은재 석좌교수와 젊은 특훈교수, 메타포토닉스 연구소 소장 등을 겸하고 있다. 젊은과학자상(대통령상)(2019), 과학기술정보통신부 장관 표창(2019, 2022), 한국공학한림원 젊은공학인상(2022), 한국공학한림원 최연소 회원(2022), 홍진기 창조인상(2022) 등의 수상 경력이 있다.

Q. 이번에 개발한 메타 홀로그램을 이용해 물질의 빛 노출 여부를 가려내는 라벨·포장 기술은 어떤 기술인가?
A. 메타 홀로그램은 나노구조체를 통해서 빛을 제어함으로써 홀로그램을 나타나게 하는 초박막 광학소자로서, 빛의 입사 방향에 따라 서로 다른 홀로그램 이미지를 보여주는 기술이다. 한 번에 여러 이미지를 동시에 표현할 수 있어 차세대 디스플레이뿐만 아니라, 보안용 센서로도 활용이 기대되고 있다.
다만, 모든 입사 편광에서 작동하는 메타 홀로그램은 표현할 수 있는 색이 한정적이라는 한계가 있었다. 반대로, 다양한 색을 보이는 메타 홀로그램은 특정한 입사 편광에서만 작동했다.
이번에 우리 연구팀은 어떤 빛을 받든 무관하게 홀로그램을 볼 수 있는 메타 홀로그램을 구현하는 데 성공했다. 또, 이 메타 홀로그램을 화학·바이오 물질 전용 용기에 붙여, 물질이 빛에 노출됐는지 확인하는 센서로 응용할 수 있음을 확인했다. 특히 유연한 기판 위에 메타 홀로그램을 바로 프린트하는 공정을 개발함으로써 기술의 상용화 가능성을 한층 높였다.

Q. 상용화에 대한 구체적인 계획이 있는지?
A. 빛 노출에 민감한 의약품이나 화학물질의 포장·운송 등에 적용할 예정이다. 특히, 이번 연구가 뉴질랜드 국립식물·식품연구소 스마트 패키징 팀과의 공동연구로 진행돼, 뉴질랜드가 수출하는 꿀이나 키위와 같은 농수산물이나 2차 가공식품의 위조 방지·진위 확인을 위한 지능형 포장·라벨 기술로도 확대해 해당 제품의 브랜드 가치를 높이는 노력을 추진해 나갈 계획이다.

Q. 현재 메타 홀로그램 기술 외에 패키징 기술과 관련해 진행하고 있는 연구가 더 있는지?
A. 위에 소개한 메타 홀로그램은 초박막 광학소자이지만, 나노구조체로 이루어져 있기 때문에 공정이 어렵고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 위 기술에서는 연구실에서 자체 개발한 나노복합재를 이용해 원스텝으로 포장지에 바로 프린팅이 가능해 위의 단점들은 모두 해결했지만, 내구성이 뛰어나진 않다는 단점이 여전히 존재한다. 이러한 점을 해결하고 내구성을 높이는 연구를 진행하고 있고, 이번 기술에서 사용한 나노복합재뿐만 아니라 다양한 종류의 나노복합재에 대해 연구하고 있다.

Q. 향후 패키징 기술과 관련한 연구 계획 및 목표가 있다면?
A. 패키징 기술이 주된 연구분야는 아니지만, 최근 패키징에 센서를 부착하여 패키징 안의 상태를 쉽게 알아낼 수 있는 기술에 주목하고 있다. 포장이 되어 있는 상태에서 그 안의 상태를 알아내기는 쉽지 않기 때문에 그것을 간접적으로 알려줄 수 있는 센서가 패키징 기술과 결합된다면 큰 시너지를 낼 것으로 생각한다. 메타표면을 이용한 센서와 패키징 기술을 결합한 연구를 앞으로 많이 계획하고 있고, 개념상의 단계에서 그치지 않고 실용화가 가능할 정도로 기술을 확보하는 것이 앞으로 나아갈 목표이다.

한편, 이 연구성과는 국제 학술지 ‘ACS 어플라이드 머터리얼즈 앤 인터페이시스(ACS Applied Materials and Interfaces)’에 최근 게재됐다. 이번 연구는 포스코 산학연 융합연구소 사업, LG디스플레이, 한국연구재단 한-뉴질랜드 협력기반조성사업·전략형 나노소재 기술개발 사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

▲ 빛의 편광과 파장에 모두 무관하게 작동하는 홀로그램의 개발과 빛 노출 여부를 가려낼 수 있는 센싱 기술로의 응용

‘2022 글로벌 바이오플라스틱 컨퍼런스’ 개최

9월 14-15일 인천 송도컨벤시아에서 생분해 플라스틱 산업 발전방향 모색

산업통상자원부와 인천광역시가 공동 주최하고 한국플라스틱산업협동조합, 인천대학교, 한국건설생활환경시험연구원, 한국석유화학협회가 공동 주관한 ‘2022 글로벌 바이오플라스틱 컨퍼런스’가 9월 14-15일 양일간 인천 송도컨벤시아에서 개최된다.
이번 컨퍼런스는 미국, EU, 일본, 중국 등의 생분해 플라스틱 전문가 500여명이 온·오프라인으로 참여해, 생분해 플라스틱 산업의 현재와 미래를 조망하고, 국내 산업의 발전방향을 모색하기 위해 마련됐다.
생분해 플라스틱은 바이오 플라스틱의 한 종류로 일정 조건의 환경에서 90% 이상 생분해되도록 설계된 플라스틱으로, 글로벌 시장은 연평균 33.5% 이상 증가할 것으로 기대되고 있다.
이번 컨퍼런스에서는 ▲글로벌 최신 환경동향 및 이슈, ▲생분해 플라스틱과 순환경제, ▲국내외 기술동향 및 ESG 사업동향, ▲화이트바이오 연대협력 협의체 등을 중심으로 생분해 플라스틱산업의 글로벌 확대를 구체화한다는 계획이다.
이와 함께 부대 행사로 국내 기업들의 기술 및 제품을 소개하는 전시부스를 운영하고, 취업박람회 등의 행사도 진행된다.
박종태 인천대학교 총장은 개회사를 통해 “온실가스 저감 등 탄소중립 사회로의 전환과 플라스틱산업의 새로운 도약을 위해 정부, 지자체 및 산·학·연과 정보를 공유하고 발전 방향을 모색하고자 이번 컨퍼런스를 개최하게 됐다.”며, “이 행사가 생분해 등 바이오플라스틱에 대한 이해를 제고하고, 산업계 비전을 구체화할 수 있는 뜻깊은 자리가 되길 바란다.”고 전했다.
산업부 주영준 산업정책실장은 환영사에서 “탈플라스틱으로의 전환 요구, 탄소중립 이행 의무 등 대내외적 여건은 매우 엄중한 상황으로, 바이오플라스틱 산업은 우리 화학업계가 반드시 나아가야 할 길”이라며, “미래 먹거리 산업의 육성을 위해 지속적인 기술개발, 자금·제도개선 등의 지원과 함께 기업의 투자 활성화를 위해 현장의 애로 해소에 총력을 다할 것”이라고 밝혔다.
첫날 오전 강연에서는 ▲지속가능한 화학산업 경쟁력 강화 방안(생분해 플라스틱 산업 육성 중심, 산업부), ▲화이트바이오산업 육성 비전과 전략(인천시), ▲플라스틱 오염 국제협약 동향 및 쟁점(외교부)을 주제로 발표가 진행됐다.
오후에는 ▲글로벌 최신 환경동향 및 이슈, ▲생분해 플라스틱과 순환경제를 주제로 국내외 전문가들의 강연이 이어졌다.
오늘(15일)은 ▲생분해 플라스틱 국내외 기술동향 및 ESG 사업동향을 주제로 한 다양한 강연과 종합 토론이 오전 10시부터 오후 5시까지 진행된다.

▲ ‘2022 글로벌 바이오플라스틱 컨퍼런스’가 9월 14-15일 양일간 인천 송도컨벤시아에서 개최된다.

KGC인삼공사, 깨끗한나라와 ‘자원순환 MOU’ 체결

제품 생산활동에서 발생하는 포장재 재활용 자원순환 사업 공동 추진

KGC인삼공사는 8월 12일 KGC인삼공사 서울본사에서 깨끗한나라 및 14개 포장재 공급 협력사와 ‘ESG 경영실천을 위한 MOU’를 체결했다.
이번 업무협약은 KGC인삼공사 및 협력사의 종이가공-상자제작-제품생산 과정에서 발생되는 종이를 재활용하여 포장재로 재생산하는 자원순환 사업이다. 이를 통해 연간 4,400여톤(t) 이상의 종이를 재활용할 수 있을 것으로 기대된다.
MOU에 참여하는 깨끗한나라를 비롯한 14개 포장재 공급 협력사는 FSC(산림경영) 인증을 보유하고 있다. FSC 인증은 국제산림관리협회가 삼림자원을 보호하기 위해 만든 국제인증제도로 지속 가능한 방식으로 생산된 종이와 상품에 부여된다.
이번 업무협약을 통해 KGC인삼공사는 FSC 인증을 받은 친환경 포장재를 사용한 제품을 생산하고 판매할 수 있게 됐다. 포장재 재활용을 통한 환경영향을 최소화하고 지속가능한 ESG 경영을 실천한다는 계획이다.
이종림 KGC인삼공사 원료본부장은 “KGC인삼공사와 포장재 공급 협력사는 그동안 정관장 제품의 고품질 포장상자 제작을 위해 상호 협력해왔으며 이번 MOU 체결로 포장재 재생산을 통한 친환경 제품을 만들고 ESG 경영 실천에 한걸음 더 나갈 수 있게 됐다”며, “앞으로도 ESG 경영을 실천하기 위한 다양한 활동들을 추진할 것”이라고 말했다.

▲ KGC인삼공사가 깨끗한나라 및 14개 포장재 공급 협력사와 ‘ESG 경영실천을 위한 MOU’를 체결했다고 밝혔다.