플라스틱 대체 '투명 종이' 개발

• 일본의 JAMSTEC 연구진이 플라스틱 대체용 투명 종이를 새롭게 개발함
• 셀룰로오스를 기반으로 제작되어, 생분해 가능하며 미생물에 의해 물과 이산화탄소로 분해됨
• 이 소재는 내구성이 높아 컵, 빨대 등 다양한 용기로 활용 가능성이 높은 특성 가짐
• 심해에서도 4개월 이내에 거의 완전히 분해되는 점이 기존 투명 종이와 다른 주요 강점임
• 대량 생산 공정 도입시 탄소 배출량은 플라스틱 대비 절반 수준이나, 생산 비용은 종이의 약 3배 예상임

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연구 배경 및 혁신적 개발

• 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC)와 여러 연구팀이 식물성 바이오매스에서 얻은 셀룰로오스로 두꺼운 투명 종이 시트를 개발함
• 개발된 종이는 플라스틱을 대체할 재료로 주목받고 있으며, 특히 해양 오염의 주범인 플라스틱의 대안으로 기대를 모음

제조 방법 및 주요 특성

• 순면 씨앗 표면의 섬유에서 추출한 셀룰로오스 분말을 리튬 브로마이드 수용액에 녹여 고온에서 겔 상태로 만든 뒤 형상 및 건조 과정을 거쳐 종이로 완성함
• 이 종이를 컵, 빨대 형태로 만들었을 때, 폴리카보네이트 수준의 강도를 보임
• 나노미터 크기의 섬유가 조밀하게 집적되어 빛이 산란 없이 투과하여 두께 0.7mm임에도 먼 거리의 배경이 선명하게 보이는 특성 가짐
• 매우 유연하며 투명도 또한 유지됨

생분해성·환경영향 평가

• 해양에서의 생분해성을 검증하기 위해 다양한 깊이에 시트를 침적하여 미생물에 의한 분해 정도 관측함
• 심해일수록 미생물 수가 적어 분해 속도는 느리나, 757m 심해에서도 4개월 이내에 대부분 분해됨을 확인함

시장 가능성과 한계

• 지금까지는 일반적인 종이 팩이 플라스틱 용기 대안이었으나, 내용물이 보이지 않아 소비자 선호가 낮았음
• 투명 종이는 이 문제를 해소 가능성이 있으나, 대량생산 기술 도입과 공장 설립이 전제 조건임
• 시범 플랜트 기준으로 생산 비용은 일반 종이의 3배 수준이나, 플라스틱 공정 대비 탄소 배출량은 50% 수준 예상함

전문가 견해

• Osaka University의 Nogi 교수는 “과거에도 여러 종류의 투명 종이가 있었으나, 심해에서 생분해가 입증된 점이 이 개발의 가장 큰 차별점”이라고 강조함

[GN⁺]

Hacker News 의견

• 투명성이 우리가 플라스틱을 많이 쓰는 이유는 아니고, 가볍고 분해되지 않기 때문에 선호하게 됨. 수천 년을 버티는 성질 덕분에 음식도 오래 보관 가능하니 비바람 걱정 없이 여러 부품에 플라스틱 채택. 필요한 것은 생활 환경에서는 거의 전혀 분해되지 않으면서, 특정 조건(화학물질, 온도, 압력 등)에 노출되면 빠르게 분해되는 신소재 개발 방향성

  • 플라스틱은 아주 쉽게 성형할 수 있어서 대량생산에 탁월한 기술적 강점. 목재(가볍고 저렴함), 세라믹(성형 쉬움, 방수), 금속(내구성) 각각의 장점을 플라스틱이 대부분 흡수하면서 단점은 피해감. 목재는 가공 오래 걸리고 세라믹은 잘 깨지며 금속은 비싸고 녹슬고 전도체 성질 탓에 그만큼 번거로움. 총합으로 보면 플라스틱 활용도는 당연히 높아질 수밖에 없다는 생각
  • 이미 기사에 사용 사례가 제시된 상태. “지금까지 종이 팩이 플라스틱 용기 대체재로 가장 흔하게 쓰였지만 내용물을 볼 수 없어 소비자가 선호하지 않음. 투명한 종이라면 이 문제를 해결할 수 있지만, 생산기술을 갖춘 공장이 필요”
  • 실제로 많은 포장재가 투명 부분만 플라스틱 창을 붙인 종이 소재임. 모든 플라스틱을 대체하진 못하지만 이런 부분적인 용도는 충분히 대체 가능. 한 가지 소재가 플라스틱을 완벽하게 대체하는 건 불가능하지만, 일회용 플라스틱의 의미 있는 틈새 시장이라 생각
  • 이런 소재가 대체할 수 있는 일회용 포장 플라스틱이 많음. 예를 들어 포장된 과일. 과일 유통 기간은 수천 년이 아니므로 포장재도 굳이 그렇게 오래갈 필요 없다는 의견
  • “플라스틱이 수천 년을 간다”는 게 좋아서 쓰는 게 아니라, 음식 보관을 잘하기 때문에 쓰는 것. 수천 년 지속되는 특성 없어도 음식 포장이 제대로 된다면 충분히 좋은 개선책

• “Old is new again?”이라며 과거의 셀룰로이드, 셀로판 관련 위키 링크 공유 Celluloid Cellophane

  • 연구팀의 원논문 링크 안내 Science 논문. 투명하고, 두껍게 만들 수 있고, 순수 셀룰로오스 기반인 소재 지향. 셀로판은 1번과 3번 조건에 맞지만 두껍게 만들기 어려움, 종이는 두껍게 만들 수 있지만 투명하지 않음. 셀룰로이드는 거의 순수 셀룰로오스가 아니어서 해당 사항 없음. 주요 목표는 식품 포장재
  • 고대 로마가 실제로 모든 걸 종합하면 기술의 정점을 찍었던 건 아닌지 진지하게 궁금
  • 셀로판과 유사성 있지만, 제조 공정이 매우 다름. 셀로판과 다른 새로운 물성을 가질 수도 있다고 생각
  • “두꺼운 셀룰로오스 기반 소재로 용기 제조 가능. 기존 셀룰로오스 소재보다 두꺼워서 플라스틱 대체 기대, 플라스틱이 해양 오염의 주범인 만큼 대안으로 제시” 인용

• 일부 국가는 그냥 쓰레기를 바다에 버리지만, 이런 근본적인 문제 해결보다 더 나은 쓰레기 만드는 데 집중하게 된 현실을 우스꽝스럽게 느낌

  • ‘몇몇 국가’라는 식으로 말하는데, 대부분 국가는 이런 덜 부유한 국가들을 ‘재활용’ 명목으로 쓰레기 수출지로 활용. 실제로 재활용 쓰레기의 상당 부분은 해외 실제로 바다에 버려짐. 관련 보도 링크 제공 The Guardian Mother Jones The Guardian D+C
  • 예방에 초점을 맞춘 단체도 활동 중이라는 의견 및 The Ocean Cleanup 링크 소개. 모든 접근 방식이 필요함
  • 강압 없이 사람 행동 변화 자체는 거의 불가능에 가까움. 환경을 바꾸는 쪽이 훨씬 쉽다는 견해
  • 기술적 문제 해결이 사회적 문제 해결보다 대체로 쉬운 편
  • 환경 친화적 쓰레기 처리가 비싸므로 모든 국가, 모든 계층이 이를 감당하기는 어렵다는 현실

• 석유와 기타 오일 기반 핵심 소재는 본래 에너지 아닌 이런 제품 제조에 집중 활용해야 한다는 주장. 대체가 쉽지 않은 산업 분야, 의약 등에서 석유 활용, 전력 등은 태양광, 풍력, 원자력 등 친환경 에너지로 대체하는 방향성이 인류 전체의 순이익 증가로 이어진다는 의견

• 플라스틱과 유사 특성, 그러나 수천 년 가지 않거나 재활용이 불가능하지 않은 새로운 물질군 필요성 언급

  • 플라스틱 분해 자체가 더 큰 문제라는 생각. 쓰레기 자체 저장은 과장되는 반면, 미세플라스틱 오염 문제는 실제로 위험성 크다고 지적 관련 논문. 오히려 안정적으로 잘 분해되지 않는 플라스틱이 오염 문제는 적음
  • 너무 빨리 분해되는 소재라면 병이 매대에 진열되어 있는 동안 구멍 나서 내용물 흘러내릴 수 있음. 실제 사용성 저하 문제 우려

• “봉투는 괜찮고, 컵도 괜찮지만 빨대는 진짜 별로”라는 견해

  • 그 이유를 묻는 코멘트. 소재 자체는 폴리카보네이트와 유사한 특성이고, 이상 조건에서도 4개월, 실제 음료 속에서는 훨씬 더 오래 견딤. 박테리아처럼 미생물이 있어야만 분해되고, 음료 속에서는 전혀 변화 없으니 도대체 어느 부분이 나쁘다는 건지 궁금해함
  • 종이 빨대처럼 쉽게 흐물흐물해질 거라는 걱정 반영 질문

• “종이 시트가 투명해지는 이유는 나노미터 정도의 매우 가는 섬유들이 치밀하게 포개져서 빛이 바로 통과하기 때문”이라는 과학적 설명 인용. 섬유를 어떻게 배열하는지 궁금

• “드디어 이런 소식, 굉장히 반가움” 언급

• 일본에서 거의 모든 물건이 플라스틱 포장으로 싸여있는 현실이 놀랍지 않음. 다른 면에서는 미국보다 훨씬 진보적이었지만 플라스틱 포장 문제는 아쉬움

  • 실제로 동일 용량의 포장재 기준 일본이 타국 대비 플라스틱 중량이 더 적다는 사실과, 대부분 봉지류 사용 및 경질 패키지보다 적은 플라스틱 소비 구조라는 설명. 또, 일본은 상당량을 소각연료로 사용. 관련 YouTube 영상 안내