100% 천연물질로 강화된 투명 PLA 필름. 사진제공=울산대학교울산대학교 첨단소재공학부 진정호 교수와 김중권 박사 연구팀은 옥수수 전분으로 만드는 친환경 생분해 플라스틱 PLA(폴리락타이드)의 물성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
PLA는 기계적 강도와 투명성이 우수하고, 저탄소 및 생분해성으로 인해 1회용 플라스틱 대체재로 많이 쓰이지만, 쉽게 부러지고 내열성이 낮아 산업적 적용에 제한이 있었다. 이에 산업계와 학계에서는 다양한 첨가물을 도입해 성능을 개선하기 위해 노력했으나, 첨가물이 합성소재라는 점에서 PLA 고유의 친환경성과 저탄소 및 생분해성을 저해한다는 점이 지적됐다.
진 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 친환경 소재로 각광을 받고 있는 나노셀룰로오스와 나노키틴을 이용해 기존 PLA 대비해 기계적 강도와 투명성를 유지하면서도 PLA의 단점으로 지적되어온 취성과 내열성을 획기적으로 개선할 수 있는 기술을 개발했다.
또한, 연구팀이 개발한 PLA 복합소재는 기존 PLA 컴파운드 소재와 달리 석유 유래 화학첨가물이 아닌 탄소저감 효과와 생분해성이 탁월한 천연물질인 나노셀룰로오스와 나노키틴만을 미량의 첨가물로 사용함으로써 저탄소와 친환경성을 모두 확보했다.
진정호 교수는 “이번에 개발한 기술은 기존 PLA의 잘 부러지는 단점을 획기적으로 극복하게 할 뿐만 아니라 기타 다른 바이오플라스틱에도 적용이 가능해 저탄소 생분해 플라스틱의 범용성을 높이는 데 크게 도움을 줄 것”이라고 설명했다.
연구결과는 복합소재 분야 권위지인 컴포지트 파트 B 엔지니어링(Composites Part B: Engineering)에 지난 15일 게재됐다.
이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업과 나노 및 소재기술개발사업으로 진행됐으며 기술에 대한 국내외 특허 출원이 완료됐다.
기존 PLA(위)와 새로 개발한 PLA의 물성 비교. 사진제공=울산대학교
