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케미칼_테크/캐스트

버려진 쓰레기로 만든 ‘차세대 신소재 3’

▲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. 


화학기술도 이제 미래를 위한 지속가능한 화학으로 진화하고 있는데요. 한화솔루션도 현재 바이오 베이스 합성 폴리머 연구를 통해 포장재 뿐만 아니라 자동차, 전자제품 소재로 사용가능한 친환경 엔지니어링 플라스틱을 연구개발하고 있습니다. 편리함을 넘어 환경까지 생각한 화학기술의 발전을 위해 노력하는 한화솔루션에 많은 응원 바랍니다. 




* 이 콘텐츠의 모든 저작권은 한화솔루션(주)에 있습니다.