이 플라스틱은 우유로 만들어졌으며 13주 안에 분해됩니다.

우유 단백질, 전분, 나노점토로 만든 새로운 생분해성 필름은 일회용 식품 포장재를 대체할 수 있는 더욱 친환경적인 대안이 될 수 있다. (사진 제공: Shutterstock)

플라스틱 폐기물이 환경과 건강에 미치는 영향에 대한 우려가 커지면서 과학자들은 더 안전하고 생분해 가능한 대체재 개발에 박차를 가하고 있습니다. 호주 남부 플린더스 대학교에서는 여러 연구팀이 일회용 플라스틱으로 인한 오염을 줄이기 위해 고안된 새로운 소재를 연구하고 있습니다.

최근 학술지 '폴리머(Polymers) '에 발표된 한 연구에서 연구진은 우유의 주요 단백질인 카제인의 시판 형태인 카제인칼슘을 사용하여 얇고 유연한 필름을 개발했습니다. 여기에 변성 전분과 벤토나이트 나노점토를 혼합하고, 내구성과 유연성을 향상시키기 위해 글리세롤과 폴리비닐알코올을 첨가했습니다. 이 연구의 목표는 기존 플라스틱과 유사한 성능을 보이면서 훨씬 더 친환경적인 소재를 만드는 것이었습니다.

토양에서 13주 안에 분해됩니다.

실험 결과, 해당 물질은 일반 토양 조건에서 꾸준히 분해되어 13주 이내에 완전히 분해되는 것으로 나타났습니다. 이번 연구 결과는 생체 고분자와 나노점토 현탁액을 결합하여 지속 가능한 식품 포장에 적합한 기능성 필름을 만들 수 있다는 초기 증거를 제시합니다.

안전성 또한 평가되었습니다. 미생물 검사 결과, 세균 군집 수치가 항균성이 없는 생분해성 필름에 대해 허용 가능한 범위 내에 머무르는 것으로 나타나 독성이 낮음을 시사합니다.

플린더스 과학기술대학 톤슬리 캠퍼스의 나노소재 연구원인 유홍 탕 교수는 "향후 추가적인 시험 및 개발 과정에서 항균성에 대한 심층적인 평가를 권장합니다."라고 말했습니다.

플린더스 나노과학기술연구소 소속인 탕 교수는 식품 포장재 및 기타 일회용 플라스틱 제품에 대한 지속 가능한 대안을 개발하는 것이 전 세계적인 오염 증가 속도를 늦추는 데 필수적이라고 말합니다.

플라스틱 대체재가 중요한 이유

많은 플라스틱에는 염료와 난연제를 포함한 수천 가지의 화학 첨가제가 함유되어 있습니다. 이러한 물질 중 일부는 독성이 있거나 암과 관련이 있습니다. 경제협력개발기구(OECD)는 국제적인 공동 대응이 없다면 플라스틱 생산량이 2020년에서 2040년 사이에 70% 증가하여 연간 7억 톤을 넘어설 수 있다고 경고했습니다.

일부 플라스틱은 기술적으로 재사용이 가능하지만, 대부분은 한 번 사용 후 버려집니다. 네이처(Nature) 지에 발표된 분석 에 따르면 플라스틱의 약 60%가 일회용이며, 재활용되는 비율은 10%에 불과합니다. 플라스틱 생산량은 1950년 200만 톤에서 2022년 4억 7,500만 톤으로 증가했는데, 이는 자동차 2억 5천만 대의 무게와 거의 같습니다.

우유 기반 바이오플라스틱에 관한 국제 공동 연구

이 프로젝트는 콜롬비아의 화학 공학 연구자들과의 협력을 통해 진행되었으며, 여기에는 보고타 호르헤 타데오 로사노 대학교 공과대학의 니콜라이 에스티벤 고메즈 메사 연구원과 알리스 요바나 파타키바-마테우스 교수가 포함됩니다. 이들은 보고타의 나노생명공학 연구 그룹에서 새로운 고분자 소재 개발에 주력했습니다.

"저희는 카제인산염을 이용해 우유 기반 나노섬유를 만드는 실험을 하던 중, 이를 이용해 일반적인 포장재와 유사한 고분자를 성형할 수 있다는 것을 발견했습니다."라고 고메즈 씨는 말합니다.

"그 후, 우리는 전분과 같은 천연적이고 풍부한 성분과 뛰어난 기계적 특성을 지닌 생분해성 고분자를 도입하여 그 특성을 개선하는 방법을 모색하기 시작했습니다. 또한 이를 통해 벤토나이트와 같은 나노 점토를 통합하여 필름의 강도와 차단 성능을 향상시킬 수 있는 가능성을 열었습니다."

"이 제품의 전체적인 제조법은 생분해성이고 환경 친화적인 저렴한 성분을 사용하여 향상된 특성을 지닌 지속 가능한 대안을 만들도록 설계되었습니다."

파타퀴바-마테우스 교수는 이번 연구의 광범위한 영향력을 강조하며, "누구나 플라스틱 사용량을 줄이는 데 기여할 수 있으며, 생분해성 고분자 대체재를 찾는 것은 산업, 소비자, 그리고 환경을 위한 해결책을 찾는 데 도움이 되는 중요한 과학 활동입니다."라고 말했습니다.

"우리가 사용하는 일회용 플라스틱의 대부분은 식품 포장에서 나오므로, 이러한 대안들을 더욱 적극적으로 모색하여 자원 보존을 위한 순환 경제 혁명에 동참해야 합니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260227071922.htm