▲에어로겔(출처: stroyfora.ru)
버려진 페트병과 음식물 쓰레기를 이용해 미래 신소재를 만드는 기술들이 개발되고 있는데요. 쓰레기를 재활용한다는 개념을 뛰어넘는 업사이클링을 통해 환경보호는 물론, 우리 생활에 새로운 혁신을 가져다 줄 것으로 기대를 모으고 있습니다. 환경보호와 소재혁신이라는 두 마리 토끼를 잡은 미래 신소재는 어떤 것들이 있는지 알아보도록 하겠습니다.
버려진 페트병을 재활용한 #에어로겔(Aerogel)
▲페트병으로 만든 에어로겔(출처: 싱가포르 국립대학)
에어로겔은 지구상에서 가장 가벼운 고체로 등록된 물질로, 머리카락 1만분의 1 굵기의 실이 부직포처럼 얽혀 있는 모양을 하고 있습니다. 에어로겔은 무게는 가볍지만 매우 높은 강도를 지니고 있으며, 전체 부피에서 공기가 차지하는 비중이 높아 방음, 충격완화, 단열재로 각광받는 신소재입니다.
▲페트병 1개로 만든 A4 사이즈 PET-에어로겔(출처: 싱가포르 국립대학)
건축, 의류 등 다양하게 활용가능한 이 에어로겔을 버려진 페트병으로 만들 수 있다고 하는데요. 지난 2018년, 싱가포르 국립대학(NUS) 연구팀은 페트병을 이용해 미세섬유를 만든 후 실리카 소재를 코팅해 에어로겔을 만들어냈습니다.
페트 기반의 에어로겔은 뛰어난 단열성과 방음성, 불에 타지 않는 특징을 지니고 있어 건축 및 방화복 등의 신소재로 주목받고 있습니다.
음식물 쓰레기로 만드는 #그래핀(Graphene)
▲달걀 껍데기와 생성된 그래핀(출처: UNIST)
그래핀은 강철보다 200배 강하고 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하는 물질로 차세대 소재산업에서 ‘꿈의 물질’로 불리는 신소재입니다. 지난 2019년 울산과학기술원(UNIST)는 음식물 쓰레기달걀 껍데기를 이용해 수소를 생산하는 과정에서 ‘그래핀’이 만들어지는 것을 확인했습니다.
▲달걀 껍데기에서 그래핀이 형성되는 과정(출처: UNIST)
달걀 껍데기의 주성분인 탄산칼슘으로 산화칼슘을 만들고, 이 물질이 수소와 그래핀을 만드는 촉매로 활용가능하다는 것을 밝혀낸 것인데요. 버려지는 달걀 껍데기를 재활용해 경제적이면서도 친환경적인 방법으로 고가의 그래핀을 만들 수 있게 되었습니다.
파스타 찌꺼기, 빵 껍질로 만드는 #신소재 단백질(Novel Protein)
유럽연합(EU)는 2020년부터 ‘스마트 단백질 프로젝트(Smart Protein Project)’를 통해 버려지는 음식물 쓰레기를 이용해 신소재 단백질을 개발하기 위해 협력 중인데요. 먹다 남은 파스타 찌꺼기나 빵 껍질, 맥주 제조 후 남은 효모 등을 이용해 식물기반의 대체 육류, 생선, 해산물, 치즈 등의 새로운 미생물의 바이오매스 단백질로 업사이클링 하는 것입니다.
기후변화 및 미래식량 위기에 능동적으로 대응하기 위해 식품 부산물과 찌꺼기를 업사이클링해 신소재 단백질을 개발해 상품화하는 것이 이 프로젝트의 목적으로, 2025년경 첫번째 제품을 시장에 선보일 예정이라고 합니다.
쓰레기를 업사이클링해 새로운 제품으로 탄생시키는 기술은 폐기물 양을 줄일 뿐만 아니라, 자원을 절약할 수 있어 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. 편리함을 넘어 지속가능한 미래를 위해 진화하고 있는 화학기술에 많은 관심 부탁드립니다.
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