'미래소년 코난'의 마법…플라스틱 폐기물로 비료 만들다

日 연구진, PIC 활용해 친환경 플라스틱 기술 개발

(지디넷코리아=이정현 미디어연구소)플라스틱 폐기물을 지구 생태계와 농업에 필수적인 비료로 전환하는 혁신 기술이 개발됐다고 과학 전문 매체 뉴아틀라스가 최근 보도했다.

일본 지바대학교 아오키 다이스케 교수가 이끄는 연구진은 1978년 애니메이션 ‘미래소년 코난’에서 플라스틱을 먹을 수 있는 빵으로 바꾸는 장면에서 영감을 받아 이번 연구를 시작했다.

연구팀은 폐플라스틱을 유익한 비료로 바꿀 수 있는 고분자 시스템을 개발하고, 해당 연구 결과를 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 발표했다.

이번 연구에서는 플라스틱 폐기물을 비료로 사용해 채소를 효과적으로 성장시켰다. 사진은 일본 잎채소 ‘코마츠나’ (사진=위키피디아)

아오키 교수는 “우리는 플라스틱 역사의 중요한 전환점에 서 있다”며 “사용량 감축이나 기존 재활용 방식도 중요하지만, 이는 본질적으로 수동적 전략일 뿐 적극적인 환경적 이점을 제공하진 못한다”고 지적했다.

연구팀이 집중한 소재는 전분과 포도당 등 식물 자원에서 추출한 이소소르비드(ISB) 기반의 바이오 플라스틱 ‘PIC(폴리이소소르비드 카보네이트)’다. PIC는 사용 후 암모니아 분해 공정을 거치면 요소 비료 등으로 전환할 수 있는 장점이 있다. 하지만 단단하고 쉽게 부서지는 성질 탓에 용도가 제한적이었고, 짧은 수명으로 인해 폐기물이 늘어나는 한계가 있었다.

연구진은 이소소르비드(ISB) 단위로 만들어진 PIC 플라스틱에 ISB 기반 가소제를 첨가해 유연성을 향상시켰고 암모니아 처리를 통해 플라스틱을 비료로 변환시켰다. (사진=지바대학교의 아오키 다이스케 교수)

이를 극복하기 위해 연구진은 PIC를 부드럽고 유연하게 만드는 ISB 기반의 새로운 가소제(유연성을 높이는 화학 물질)를 개발했다. 이 가소제를 첨가하자 플라스틱이 끊어지지 않고 늘어나는 비율(인장 신장률)이 기존 4.3%에서 45.2%로 10배 이상 대폭 향상됐다.

특히 이 가소제와 플라스틱 합성물은 수명이 다한 뒤 암모니아 처리 과정을 거치면 플라스틱 본체와 가소제 모두 식물 영양분인 비료로 완전히 분해된다. 실제 재배 실험 결과, 이 분해물은 시판되는 요소 비료만큼이나 식물 ‘애기장대’와 잎채소 ‘코마츠나’를 효과적으로 성장시키는 것으로 확인됐다.

아오키 교수는 이번 연구가 "플라스틱이 더 이상 '폐기물'이 아니라 '식량 생산을 위한 귀중한 자원'으로 여겨지는 근본적인 패러다임 전환을 가져올 수 있을 것"이라고 기대한다고 밝혔다.

이정현 미디어연구소(jh7253@zdnet.co.kr)