우리 주변에는 반짝이는 포장재, 화장품 병, 과일 그릇 등 다양한 제품들이 있지만, 그중 상당수는 독성이 있고 지속 가능하지 않은 소재로 만들어져 플라스틱 오염을 유발합니다.
최근 영국 케임브리지 대학교 연구진이 식물, 과일, 채소 세포벽의 주요 구성 요소인 셀룰로오스를 이용해 지속 가능하고 무독성이며 생분해성인 반짝이 소재를 만드는 방법을 개발했습니다. 관련 논문은 11일 학술지 네이처 머티리얼즈(Nature Materials)에 게재되었습니다.
셀룰로오스 나노결정으로 만들어진 이 글리터는 구조색을 이용하여 빛을 변화시켜 생생한 색상을 만들어냅니다. 예를 들어, 나비 날개나 공작 깃털의 화려한 색상은 구조색의 걸작이며, 100년이 지나도 바래지 않습니다.
연구진에 따르면, 셀룰로오스는 자가 조립 기술을 이용하여 선명한 색상의 필름을 만들 수 있습니다. 셀룰로오스 용액과 코팅 매개변수를 최적화함으로써 연구팀은 자가 조립 과정을 완벽하게 제어하여 롤 형태로 대량 생산이 가능한 소재를 개발했습니다. 이 공정은 기존의 산업 규모 기계와 호환됩니다. 시중에서 구할 수 있는 셀룰로오스 소재를 사용하면 몇 단계만 거치면 반짝이는 소재가 포함된 현탁액으로 만들 수 있습니다.
연구진은 셀룰로오스 필름을 대량 생산한 후, 이를 반짝이 가루나 특수 효과 안료를 만드는 데 사용되는 크기의 입자로 분쇄했습니다. 이 펠릿은 생분해성이며, 플라스틱이 없고, 무독성입니다. 또한, 이 공정은 기존 방식보다 에너지 소비가 훨씬 적습니다.
이 소재는 화장품에 널리 사용되는 플라스틱 글리터 입자와 미세한 광물 안료를 대체할 수 있습니다. 일상생활에서 사용하는 글리터 파우더와 같은 기존 안료는 지속 가능하지 않은 물질이며 토양과 해양을 오염시킵니다. 일반적으로 안료 광물을 안료 입자로 만들기 위해서는 800°C의 고온에서 가열해야 하는데, 이 또한 자연환경에 좋지 않습니다.
연구팀이 개발한 셀룰로오스 나노결정 필름은 목재 펄프로 종이를 만드는 것과 같은 "롤투롤" 공정을 사용하여 대규모로 제조할 수 있어, 이 소재를 산업적으로 활용할 수 있게 된 것은 이번이 처음입니다.
유럽의 화장품 업계는 매년 약 5,500톤의 미세플라스틱을 사용합니다. 이번 논문의 주 저자인 케임브리지 대학교 유수프 하미드 화학과의 실비아 비뇰리니 교수는 해당 제품이 화장품 업계에 혁명을 일으킬 수 있을 것이라고 믿는다고 밝혔습니다.
게시 시간: 2022년 11월 22일