대나무가 화석 플라스틱 문제의 해결책이 될 수 있을까?

미국화학회가 8월 20일 심사평가를 거친 저널 ACS NANO에 발표한 논문에서 연구진은 "빠른 성장, 재생, 생분해성, 환경 친화성으로 알려진 대나무는 플라스틱의 유망한 대안으로 여겨진다"고 기술했습니다.

플라스틱 오염은 심각한 세계적 문제가 되었고, 기존 플라스틱의 매우 느린 생분해로 인해 토양, 수원, 심지어 인체에까지 플라스틱 폐기물이 축적되어 우려스러운 상황이 되었습니다.

다른 어느 나라보다 대나무 숲이 많은 중국은 오염을 줄이고 탄소 중립을 달성하기 위한 장기적 노력을 기울이고 있습니다. 이 나라는 또한 빠르게 분해되는 플라스틱을 대체할 수 있는 실용적인 재료로 대나무를 고려하고 있습니다.

중국은 대나무의 빠른 성장과 생분해성을 활용해 기존 플라스틱 제품을 대체하고자 합니다. 사진: Shutterstock

그러나 상당한 기술적 어려움으로 인해 대나무를 기존 플라스틱의 대체재로 널리 사용하는 데는 어려움이 있었습니다. 대나무 세포의 자연적 유연성과 자체 접착성은 기존 플라스틱에 비해 훨씬 낮아서 대나무를 전분과 같은 다른 재료와 결합해야 했습니다. 이로 인해 기계적 강도가 약하고, 물에 민감하며, 가공 비용이 많이 드는 등의 단점이 발생합니다.

해결책을 찾기 위해 연구팀은 대나무를 열압착하여 방수 및 재활용이 가능한 플라스틱으로 만들기 전에 세포 구조를 변경하여 대나무의 유연성을 개선하는 방법을 개발했습니다.

산업적 규모로 대나무 기반 열경화성 플라스틱을 생산하기 위해 연구진은 대나무를 가루로 갈아서 환경 친화적인 화학 물질을 사용하여 식물에 단단함을 주는 유기 물질인 리그닌을 제거하고 셀룰로오스의 결정 구조를 분해했습니다.

결과적으로 생성되는 수지의 색깔은 대나무에 남아 있는 리그닌의 양에 따라 옅은 노란색에서 적갈색까지 다양합니다.

중국 국가대나무연구센터, 복건농림대학, 중국임업학회의 연구진은 "이 재생 과정은 대나무 세포의 반응성을 크게 향상시킬 뿐만 아니라 가소성도 크게 개선한다"고 밝혔습니다.

대나무 플라스틱은 "뛰어난 기계적 강도"를 가지고 있다고 설명되는데, 이는 폴리스티렌과 폴리염화비닐(PVC)과 같은 기존 플라스틱과 함께 단단한 플라스틱으로 분류될 수 있다는 것을 의미합니다.

연구팀은 "활성화된 대나무는 숟가락, 모자, 휴대폰 케이스, 헤드폰 케이스, 컴퓨터 케이스, 싱크대 등 다양한 대나무 플라스틱 제품을 생산하는 데 사용할 수 있어 광범위한 응용 분야를 제공한다"고 밝혔습니다.

연구자들에 따르면, 대나무로 만든 플라스틱은 인장 강도가 좋고, 용매와 물에 담가두어도 모양과 경도가 잘 유지된다고 합니다.

이 재료는 가열 시 녹지 않으므로 열가소성 수지보다는 열경화성 수지로 간주됩니다. 대나무 플라스틱은 가루로 갈아서 물과 섞은 다음 다시 뜨거운 압착 과정을 거쳐 재활용할 수도 있습니다.

과학자들은 지하 실험에서 대나무 플라스틱이 90일 후에 거의 완전히 분해된다는 것을 발견했습니다.

보고서는 "대나무로만 만든 열경화성 플라스틱은 기존 플라스틱을 지속 가능한 대안으로 대체하고 대나무 자원의 사용을 촉진하는 유망한 솔루션을 제공한다"고 밝혔다.

Hoai Phuong (SCMP에 따르면)

출처: https://www.congluan.vn/lieu-tre-co-phai-giai-phap-cho-van-nan-nhua-hoa-thach-post309875.html