[에너지데일리 조남준 기자]호주 플린더스대 연구진이 우유 단백질인 칼슘 카제인과 천연 전분, 벤토나이트 나노점토를 결합한 생분해성 바이오플라스틱을 개발했다. 실험 결과, 일반 토양 조건에서 약 13주 내 완전 분해가 가능하며, 식품 포장재 등 단일 사용 플라스틱 대체재로 활용할 잠재력이 큰 것으로 나타났다.

플라스틱 오염은 전 세계적 문제로, 미세플라스틱이 토양과 강, 공기, 심지어 인간 기관에서도 발견되고 있다. 이에 따라 생분해성 플라스틱 개발 경쟁이 가속화되고 있으며, 플린더스대에서는 여러 연구 프로젝트가 진행 중이다.

최근 Polymers 학술지에 발표된 연구에서는 칼슘 카제인에 수정 전분과 벤토나이트 나노점토를 혼합해 얇은 필름을 만들고, 글리세롤과 폴리비닐알코올을 첨가해 강도와 유연성을 향상시켰다. 생분해성 테스트에서 필름은 안정적인 분해 경향을 보였으며, 일반 토양 환경에서 약 13주 내 완전히 분해될 것으로 예상됐다.

연구진은 미생물 분석을 통해, 비항균성 생분해 필름에서도 세균 수가 허용 수준 내에 머무른다는 점을 확인했다. 플린더스대 나노소재 연구소의 탕 유홍 교수는 “향후 항균성 평가를 포함한 추가 연구가 필요하다”며, “식품 포장과 일회용 플라스틱 문제를 해결하는 지속가능한 솔루션 마련이 중요하다”고 강조했다.

이번 연구는 콜롬비아 보고타에 있는 호르헤 타데오 로사노 대학교 화학공학부 연구진과의 협업으로 진행됐다. 연구진은 우유 기반 나노섬유를 활용한 폴리머 제작 과정에서, 전분과 벤토나이트 나노점토를 첨가해 강도와 차단성을 개선했다.

연구팀은 “모두가 플라스틱 사용을 줄이는 데 기여할 수 있으며, 생분해성 폴리머 개발은 산업과 소비자, 환경을 위한 중요한 과학적 해결책”이라고 밝혔다. 단일 사용 플라스틱의 대부분은 식품 포장재에서 나오며, 이러한 대안이 순환 경제의 확산에도 기여할 수 있다는 설명이다.

전 세계 플라스틱 생산량은 1950년 200만 톤에서 2022년 4억 7,500만 톤으로 급증했으며, 대부분이 재활용되지 않고 있다. 연구팀은 환경 친화적이고 저비용의 재료를 활용한 지속가능 바이오플라스틱 개발이, 플라스틱 오염 문제 해결의 중요한 한 걸음이 될 것으로 기대하고 있다.

해당 연구 논문은 Polymers 학술지(Polymer Composites and Nanocomposites 섹션)에 2025년 8월 13일 발표됐다.