강하고 수명 길고 가볍지만 쉽게 분해돼 기존 플라스틱의 대안될 수 있어콜로라도주립대학 연구팀이 반복적으로 재활용되고 언젠가는 플라스틱의 지속 가능한 대안이 될 수 있는 신소재를 개발했다. 플라스틱은 현대사회 도처에 깔려 있으며 믿어지지 않을 만큼 유용한 물질이다. 싸고 편리하고 가볍고 오래 간다. 매년 3억t 이상씩 생산된다해도 놀랍지 않다.

플라스틱 대량생산이 시작된 이후 지금까지 인류가 만들어낸 양은 80억t에 달한다. 그중 재활용된 비율은 약 10%에 그쳤다. 플라스틱 폐기물의 과반수가 매립지로 보내지거나 갖가지 경로를 통해 환경으로 흘러들어 분해되지 않고 수백 년 동안 남아 있을 수 있다.

기본 구성요소로 쉽게 분해돼 어려운 처리과정 없이 재사용될 수 있는 플라스틱을 개발하면 재활용이 쉬워지고 끊임없는 오염의 물길을 막을 수 있다. 현재 대부분의 플라스틱 분해로 생성되는 화합물을 유용한 물질로 만들려면 많은 처리 공정을 거쳐야 하기 때문에 재활용이 어려워진다.

그러나 학술지 사이언스에 발표된 논문에서 설명된 그 신소재는 플라스틱을 유용하게 만드는 특성 다수를 보여준다. 강하고 수명이 길고 가볍지만 쉽게 분해돼 이론상 ‘무한정’ 재활용될 수 있다. 콜로라도주립대학 화학과 유진 첸 교수의 설명이다.

게다가 이런 재활용 과정을 독성 화학물질이나 상당량의 촉매제 필요 없이 불과 2~3분 만에 끝낼 수 있어 환경친화적이면서도 공업용으로도 적합하다. 이 신소재는 단량체로 알려진 분자 단위들이 다수 반복적으로 이어진 사슬 구조의 소재인 중합체다. 중합체는 자연히 형성될 수도 있지만 합성 소재는 플라스틱·섬유·세라믹·고무와 기타 다수의 제품을 포함한다.

이번 연구의 경우 그 중합체가 단량체로 분해된 뒤 원래 형태로 ‘재중합’될 수 있다. 연구팀에 따르면 이번의 혁신적인 발견은 언젠가는 기존 플라스틱의 대안이 될 수 있는 완전 재활용할 수 있고 지속 가능한 소재를 향한 거보로서 의미가 있다.

이번에 개발된 새 중합체는 실험실에서만 만들어져 특허 등록과 상용화까지 아직 할 일이 많다고 연구팀은 설명한다. 현재 연구팀은 그 신소재의 합성을 최적화하고 가성비를 높이려 노력한다. 또한 재활용 과정의 규모를 확대하고 새로운 화학적 구조를 탐색해 더 유용한 재활용 가능 소재를 개발하는 방안을 모색한다.

- 아리스토스 조지우 뉴스위크 기자

※ [뉴스위크 한국판 2018년 6월 11일자에 실린 기사를 전재합니다.]

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