포도나무 가지로 플라스틱 대체 분해성 소재 개발 가능성
(sdstate.edu)- South Dakota State University 연구진이 포도나무 가지에서 셀룰로오스를 추출, 기존 플라스틱보다 강하며 짧은 시간 내에 분해되는 플라스틱 유사 필름 개발에 성공함
- 기존 플라스틱은 재생 불가 및 미세플라스틱 발생으로 환경 오염과 인체 건강 문제 유발
- 농업 부산물을 셀룰로오스 소재로 활용하면 새로운 친환경 가치 창출 및 플라스틱 대체 효과 기대 가능
- 포도나무 가지 소재의 필름은 투명도가 높으며, 토양에서 17일 이내에 완전히 분해되어 잔류 독성이 없음
- 이 연구는 생분해성 포장재 상용화 및 순환형 바이오경제 실현에 실질적 기여 가능성 제시함
연구 배경과 플라스틱 폐기물 문제
- 현재 대부분의 포장재는 일회용 플라스틱으로, 원유 등 비재생 자원을 원료로 사용하며, 자연 분해에는 수백 년이 소요됨
- 플라스틱의 9%만이 재활용되고, 나머지는 환경에 남아 Great Pacific Garbage Patch와 같은 거대 쓰레기 집적지 형성에 기여함
- 플라스틱이 환경 중에서 미세 단위인 마이크로플라스틱 및 나노플라스틱으로 분해되어 인간과 동물에게 흡입 또는 섭취됨
- 미세플라스틱의 장기적인 인체 건강 영향에 대해서는 아직 연구가 부족한 상황임
Srinivas Janaswamy 교수의 친환경 플라스틱 대체재 연구
- South Dakota State University Dairy and Food Science 학과 Srinivas Janaswamy 부교수는 농업 부산물에서 가치창출 제품 개발을 연구 중임
- 목표는 플라스틱 오염 위기에 대응하는 친환경 대체재 개발임
- 미국에서는 플라스틱 쇼핑백이 주요 플라스틱 폐기물로, 대부분이 1회 사용 후 환경에 노출됨
- Janaswamy 교수의 궁극적인 목표는 환경에서 분해 가능한 플라스틱 유사 백의 개발임
핵심 소재: 셀룰로오스
- 셀룰로오스는 식물 세포벽에 풍부하게 존재하는 가장 풍부한 유기 고분자임
- 강한 수소결합과 포도당 사슬로 인해 구조적 강성 및 내구성을 제공함
- 인간은 이미 옷감(면), 목재 등 다방면에서 셀룰로오스 활용 이력을 가지고 있음
다양한 농업 부산물에서 셀룰로오스 추출
- Janaswamy 교수는 아보카도 껍질, 대두 껍질, 알팔파, 스위치그래스, 커피박, 옥수수 속대, 바나나 껍질 등 다양한 원료에서 셀룰로오스를 추출함
- 추출한 셀룰로오스를 활용해 플라스틱과 유사한 필름 개발 시도, 제품마다 투명성·강도·특성이 상이함
- 이러한 생분해성 필름들은 포장재 등 다양한 응용 분야에 활용 가능성이 제시됨
포도나무 가지와 새로운 협력
- 포도 전문가 Anne Fennell 교수가 포도나무 가지의 풍부한 셀룰로오스 함량과 활용 잠재력에 주목, Janaswamy 교수팀과 협력 추진
- 가지는 매년 전정 후 다량 발생하며, 기존에는 갈아 땅에 뿌리거나 태우는 등 저부가처리됨
- 겨울 전정 가지는 수분 함량이 낮고 셀룰로오스 밀도가 높아 플라스틱 대체 소재로 적합함
포도나무 가지 유래 필름의 특성 및 기대 효과
- 셀룰로오스를 추출하여 개발한 포도나무 가지 기반 필름은 투명하고 강하며, 토양 환경에서 17일 이내 완전 분해됨
- 기존 플라스틱 백보다 인장강도가 더 높음이 테스트에서 확인됨
- 소비자가 내용물을 쉽게 확인할 수 있어 식품포장재로의 응용에 높은 잠재력 보임
- 연구진은 SDSU 포도밭에서 가지를 수확, 건조·분쇄·추출 과정을 거쳐 필름을 제작함
지속가능성과 순환형 바이오경제 기여
- 사용 후 버려지던 포도나무 전정 가지를 셀룰로오스 자원으로 재활용함으로써, 농업 폐기물의 효율적 관리와 플라스틱 오염 문제 동시 해결 기대됨
- 에코 프렌들리 필름 개발은 순환형 바이오경제 활성화 및 환경 보호에 현실적 접근법을 제공함
- 연구 자금은 미국 농무부, 국립과학재단에서 지원함
결론
- 포도나무 가지 기반 생분해성 필름은 기존 플라스틱 대체 및 환경 문제 해소를 위한 유력 소재로 떠오름
- 빠른 분해성, 높은 강도, 식품포장 접목 가능성 등 상용화와 실효성 측면에서 높은 기대를 받고 있음
Hacker News 의견
- 영국은 대형 슈퍼마켓에서 1회용 비닐봉지 사용을 금지하게 됨. 처음에는 불평하는 사람들도 있고, 몇 번 재사용 가능한 가방을 깜빡하기도 했지만 결국 자연스럽게 적응하게 됨. 과일이나 빵을 담는 소형 비닐봉지도 몇몇 슈퍼마켓에서는 사라졌고, 처음엔 투명 창이 달린 종이 가방으로 대체했으나 곧 굳이 안을 볼 필요가 없다는 걸 깨닫고 다시 갈색 종이 가방이 주로 쓰이게 됨
- 왜 모든 것에 갈색 종이 가방이 더 보편적으로 쓰이지 않는지 아직도 의문임. 최근 들어 몇몇 제조사가 플라스틱 사용을 줄이는 걸 보게 되는데, 예를 들어 예전에는 티백 박스도 플라스틱으로 포장되어 있었지만 이제는 그렇지 않음. 사실 왜 처음부터 플라스틱이 필요했는지 의문임. 하지만 여전히 많은 물건들이 여러 겹의 플라스틱 포장으로 감싸여 있음. 그냥 금지하면 됨. 훌륭한 대안들이 이미 존재함
- 환경적인 영향은 거의 없을 거라고 생각함. 싸고 얇은 플라스틱 봉지는 재사용 가방보다 재질이 훨씬 적게 들고, 쓰레기통 덮개로 한 번 더 쓰임새가 있었음. 이제는 더 두꺼운 플라스틱으로 만들어진 쓰레기봉투를 따로 사야 해서, 재사용 가방도 추가로 구입하게 됨. 사실 식품 공급망에서 농장에서 집까지 이동하는 데 필요한 플라스틱의 대부분은 식품 포장용이나 봉지가 아니라, 유통 과정에서 여러 번 감싸는 팔레트 포장임. 우리는 이런 부분을 더 신경 써야 함. 대부분의 변화는 단지 도덕적 허세에 불과함. 식료품점에 트럭이 조금만 더 연비가 좋아도 이런 비닐봉지 문제보다 훨씬 큰 개선임
- 다시 플라스틱 봉지가 늘어나는 중임
https://independent.co.uk/news/uk/… - 우리는 정육, 햄, 치즈, 생선 등 장을 볼 때마다 항상 집에서 가져온 통(타파웨어)을 사용함. 굳이 냉소적으로 보면 별 효과 없는 ‘기분 좋은’ 행동처럼 보일 수도 있지만, 실제로 그 뒤에도 여전히 많은 플라스틱을 재활용통에 버리긴 하지만, 그전보다 절반으로 줄였음. 확실히 기분이 좋아지는 행동임
- 동네 마트에서 휴대용 스캐너가 도입된 이후로 가방을 들고 다니지 않게 됨. 바코드가 보이게 카트에 물건을 담고, 계산대에서 스캔하고 결제함. 이후 차에 가서 가방에 옮겨 담음. 모두에게 해당하는 방법은 아니겠지만 이렇게 하면 물건을 옮기는 번거로움이 꽤 줄어드는 느낌임
- 신선한 농산물 살 때 이런 게 있다면 정말 좋겠음. 현재는 그냥 봉지 없이 바구니에 직접 담는데, 4개의 사과를 수월하게 무게 재고 집에 옮기려고 비닐봉지에 넣는 건 환경에 너무 이기적인 행동처럼 느껴짐. 금방 분해되는 이런 소재라면 정말 좋겠음
- 집에서 가져온 비닐봉지를 왜 안쓰는지 궁금함. 충분히 오래 쓸 수 있고, 접으면 작게 만들어 넣거나 차에 둘 수 있음. 몇 년째 쓰는 봉지도 있음. 한 두 번씩 가방을 깜빡한 뒤 일부러 돌아가서 들고 오다 보면 곧 습관이 됨. 또, 매장 선반에 있는 빈 박스를 이용할 수도 있음. 매장에 물건이 담긴 운송 박스를 빈 채로 두는데, 제품 몇 개만 옆 박스로 옮기면 빈 박스를 공짜로 쓸 수 있음. 매장은 어차피 그 박스를 버리기 때문에 가져가도 신경 쓰지 않음 (물어본 적도 있음). 이제는 언제나 박스를 찾는 게 나만의 작은 게임이 됨. 단 한 번도 매장 직원에게 피해주지 않는다는 나만의 원칙을 세움
- 사람들은 플라스틱이 환경에 얼마나 해로운지 과장함. 10분간 차를 타는 배기가스 = 비닐봉지 1만 개 이상의 환경 영향임. 선진국에서는 생활 폐플라스틱이 환경에 직접 유입되는 경우는 거의 없음
- 나는 농산물용 비닐봉지를 쓰는 걸 그만둠. 그냥 농산물을 바로 바구니나 카트에 담고, 계산 이후 장바구니에 직접 넣음. 단, 완두콩처럼 아주 작은 농산물은 예외임
- 재사용 가능한 과일 전용 가방도 있음
https://target.com/p/lotus-original-reusable-produce-bags-3ct/… - 농산물을 ‘그대로’ 바구니에 넣는다고 한 부분이 인상적임
- 석유 정제 회사 두 군데에서 일한 적이 있음. 이들은 기업에 유리한 새로운 사회 구조를 만들기 위해 정치인들을 매수할 수 있는데 집중하고, 실제로는 이런 친환경 변화를 추진할 인프라 개편이 아예 없을 것임
- 그 말을 예전 자동차 업계에도 했을 것임. 과거에는 마차 산업이 쉽게 포기하지 않을 것이라는 얘기도 있었음. 인센티브가 중요함. 하지만 근본적인 지속 가능성 문제는 더 앞을 내다보는 사고가 필요하고, 요즘엔 기후 운동가에 대한 대중 반응이 부정적이며 서방과 동방은 서로 책임을 미루기 바쁨. 이상적으로는 정부가 단기적으로 손해가 발생하는 회사에도 이익이 되도록 규제를 도입해야 함. 하지만 그럴 의지가 있을지는 모르겠음. 그래서 결국 당신 말이 맞을지도 모름
- 내부에 있으면 시스템이 정말로 다르게 돌아갈 수 있다는 걸 상상하기가 쉬운 일이 아님
- 기업들은 우리가 환경오염의 주범이라고 믿게 만드는데 정말 놀라운 능력이 있음
- 이 문제에 대해 늘 고민함. 아내는 친환경에 매우 신경 써서 곰팡이가 낀 유리병도 꼼꼼히 씻어서 재활용함(재활용 시스템 실효성은 별개 문제임). 모두가 좋은 행동을 실천하면 세상이 더 좋아진다는 것도 일리가 있지만, 나 스스로도 귀찮거나, 때로는 다 소용없게 느껴지는 날도 있음. 다만 그런 회의감이 그냥 내가 게을러서 그런 건지도 의문임. 사실 친환경 행동이나 재활용에 대해 <i>생각</i>할 여유가 있는 것 자체가 상대적으로 부자인 나라 사람들이나 누릴 수 있는 특권임. 개발도상국 일부는 오히려 무분별한 소비와 오염이 만연해 있음. 재활용 시스템의 실효성, 집단적 행동의 효과, 혹은 기업이 진범인지 등 정말 다양한 쟁점이 있음. 결국 변화를 이끌려면 정부 차원의 정책적 변화가 꼭 필요하다고 느끼는데, 개인 행동만으로는 정책과 대중적 홍보 없이는 큰 변화를 만들어내기 힘듦
- 기업은 사람들이 원하는 물건을 제공하지 않으면 아무것도 하지 않음. 기업의 존재 이유는 고객이 원하는 상품을 제공하는 것임. 기적적인 일은 사람들이 본인 책임을 회피하고 제품을 파는 쪽을 탓하는 것이지, 제품을 구입하는 사람들이 원하는 대로 기업이 움직이는 구조임. 마치 ‘마약상’이 있어서만 중독자가 생기는 것처럼 책임을 떠넘기려는 경향임
- 이 얘기는 예전에도 했지만 항상 엄청난 비추를 받았음. 그래도 다시 말하자면,
- 기업은 재활용 가능한 제품을 만드는 책임이 있음
- 소비자는 쓰레기 배출뿐만 아니라, 환경 보호에 적극적인 정책을 가진 정치인을 뽑아야 할 책임이 있음
- 지역 정부는 재활용 센터를 운영하고 주민의 적절한 행동을 촉진할 책임이 있음
즉 <i>소비자</i>가 실제로 환경오염의 직접 책임자임. 기업 탓만 하는 것은 게으르고 무지한 태도임
- 20대였던 나는 이런 친환경 소재가 등장하면 엄청 신났을 것임. 이제 곧 40을 앞두니 좀 더 신중해짐. 이런 소재가 널리 퍼지려면 정부, 시민단체, 경제적 힘 등 무언가 중요한 변화가 먼저 있어야 한다고 봄. 전 세계적으로 확산되려면 적어도 인센티브 같은 새로운 동인이 필요함. 느리지만 반드시 출발점이 되어야 함
- 단순히 공감만 할 수 없을 정도로 비슷한 생각임. 예전엔 만화책 뒷면에 나온 신기한 발명이나 Popular Science의 신제품 읽는 것처럼 신나했는데, 지금은 이런 일들이 5년, 10년, 20년 내에 해결될 거라는 믿음은 없어짐. 그래도 누군가는 노력 중이라는 사실에 감사함
- 혹시 셀로판(cellophane)을 다시 발명한 것인지 궁금함
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Cellophane- 화학자는 아니지만 결과적으로 생산 방식은 달라도 셀룰로오스 필름이라는 점에서 거의 비슷해 보임
- 플라스틱은 구조 문제가 아니라 유통 문제를 해결하는 소재임. 예를 들어, 텍사스에서 일주일 내내 뜨거운 트럭에 실린 트윙키가 있어도 괜찮음
- 플라스틱은 단기적인 포장 용도(테이크아웃 용기, 음료수 컵, 빨대 등)에도 많이 쓰임
- 예전에는 왁스 처리된 종이로도 잘 해결했었음. 지금도 상당수 식품 포장에서 왁스 종이로 대체 가능할 것임
- 나는 내 과일이 오래가는 플라스틱이 아니라 이런 분해되는 플라스틱에 포장되길 바람. 사실 이런 생분해 플라스틱은 사용 시간이 아주 짧은 포장에 적합함
- 이 분야에 대해 잘 모르는 사람이지만, 열기와 습기에 강하면서도 기름 성분에 잠기면 녹거나 쓸모없는 잔여물이 남지 않는 플라스틱이 있다면 신기할 것 같음. 곰곰이 생각해보니 이건 그냥 상온 고체 상태인 석유 같은 형태겠지만, 현실적으로 사람이 개발하려는 건 이런 극단적 소재가 아니라 좀 더 합리적 대안일 듯함
- 이 나무는 아주 질긴 소재임. 예전에 스모커 용도로 여러 개 잘라본 적 있는데, 매우 특이하게 실처럼 찢어지는 나무였음
- 일부 사람들은 생분해 소재에 회의적이지만, 솔직히 10년 전만 해도 종이 빨대가 정착될 거라 믿는 사람은 아무도 없었음. 포도나무 잔여물 같은 식물 찌꺼기로 실제로 실용적인 소재가 만들어진다면, 우리가 한 번 쓰고 잊어버리는 1회용 플라스틱을 대체할 진짜 기회를 가질 수 있다고 봄
- 종이 빨대의 친환경 이미지에 속은 사람들이 많다는 게 믿기지 않음
- 종이 빨대는 형편없고, 생분해 소재에 대한 회의론 반증으로는 부적절한 사례임
- 이미 퇴비용 셀룰로오스 소재 봉투를 사용하고 있지만, 내용물을 담은 후 3일 정도만 견딜 수 있어서 아주 불편함. 새로 산 롤로 갈 때마다 내구성이 달라지는 것도 있고, 시간이 지날수록 점점 더 쉽게 분해되어 실제 사용 기간이 짧아짐
- 나는 퇴비 통에 봉투를 아예 쓰지 않음. 밤마다 그냥 통째로 버리고, 식기와 함께 바로 씻음. 스테인리스 퇴비통을 쓰니 세척도 쉽고 냄새도 남지 않아 좋음
- 나는 퇴비 봉투+내용물을 냉장고 냉동실에 넣어 둠. 이러면 냄새도 안 나고, 봉투가 분해되기 전에 버릴 수 있음. 이 방식 전체적으로 추천함
- 3일 정도면 충분히 사용할 수 있는 기간임