석유 대신 낙엽으로 농업용 비닐 만든다···카이스트 연구진, 플라스틱 대체 소재 개발

카이스트 연구진이 낙엽을 이용해 만든 생분해성 농업용 비닐 현장 적용 개요도. 카이스트 제공

카이스트(KAIST) 연구진이 낙엽을 이용해 토양 오염을 유발하는 플라스틱 비닐을 대체할 수 있는 생분해성 농업용 비닐을 개발했다.

카이스트는 명재욱 건설및환경공학과 교수 연구팀이 낙엽을 활용해 땅속에서 분해되는 친환경 멀칭 필름을 개발했다고 30일 밝혔다. 멀칭 필름은 토양을 덮어 잡초를 억제하고 수분을 유지하는 데 쓰는 농업용 비닐이다.

현재 농업 현장에서 사용되는 멀칭 필름은 대부분 폴리에틸렌으로 만들어진 것들이다. 석유 기반의 플라스틱인 폴리에틸렌으로 만든 멀칭 필름은 사용 후 수거가 어렵고, 토양에 남은 잔여물이 미세플라스틱으로 변해 환경을 오염시키는 문제가 있다.

연구팀은 플라스틱 비닐 문제를 해결하기 위해 버려진 낙엽을 대체 자원으로 활용했다. 구연산과 염화콜린을 혼합한 특수 용매로 세포벽에서 식물 유래 나노섬유인 나노셀루로오스를 추출하고, 생분해성 고분자인 폴리비닐알코올과 결합해 복합 필름을 제작했다.

이렇게 만들어진 ‘낙엽 필름’은 성능 실험 결과 자외선 차단에 효과적이었고, 토양 수분 손실도 14일 동안 약 5% 수준으로 억제하는 것으로 나타났다. 생분해 성능에 있어서도 115일만에 약 34.4%가 분해돼 기존 생분해 필름보다도 빠른 분해 속도를 보였다는 게 연구팀의 설명이다.

카이스트는 명재욱 건설및환경공학과 교수(왼쪽 맨 위) 연구팀. 카이스트 제공

명 교수는 “이번 연구는 쓸모없이 버려지던 비식용 바이오매스인 낙엽을 농업 환경을 보호할 수 있는 기능성 소재로 전환했다는 데 의미가 있다”며 “토양 오염 원인으로 지목돼 온 기존 플라스틱 비닐 문제를 해결하고, 지속가능한 농업용 대체 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

팜 탄 쭝 닌 건설및환경공학과 박사과정 학생이 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘그린 케미스트리’ 커버 논문으로 선정됐다.

이종섭 기자 nomad@kyunghyang.com