[위즈뉴스] 국내 연구진이 세안제나 화장품의 성분으로 사용되어 수생 동물 생태계에 심각한 영향을 미치는 미세 플라스틱 ‘마이크로비즈’를 생분해 소재로 대체하는 연구결과를 발표했다.
한국화학연구원(원장 이미혜, 이하 '화학연')은 13일, 정밀 바이오화학연구본부 박제영 박사와 오동엽 박사, 황성연 박사로 구성된 연구팀이 포항공대 황동수 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 게 껍질에서 추출한 키토산 천연물질을 활용한 마이크로비즈 대체 후보물질을 개발했다고 밝혔다.
‘생분해 마이크로비즈 시제품’을 들고 있다. / 사진=한국화학연구원
이번 연구를 계기로 세정력이 좋으면서도 환경오염이 없는 자연분해성 세안용 마이크로비즈를 제조할 수 있을 것으로 기대가 모아지고 있다.
이번 연구 성과를 담은 논문은 녹색화학분야의 SCI급 저명 국제학술지인 영국왕립화학회지 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry, IF=10.182)’ 9월호에 게재됐으며 해당호의 표지논문으로도 선정됐다.
논문명은 'Biodegradable chito-beads replacing non-biodegradable microplastics for cosmetics'이다.
연구팀의 박제영 박사는 “이번 연구에서 제조한 마이크로비즈는 생분해성과 세정력을 모두 만족함으로써 환경오염이 없는 착한 소재라는 의미를 가진다”고 말했다.
마이크로비즈란 최대 직경이 5mm 이하의 미세 플라스틱 입자로 화장품, 비누, 치약 등 생활용품에 첨가되어 글라이딩 효과나 세정력에 도움을 준지만, 사용 후에는 강이나 바다로 흘러들어가 수질 오염 및 수생 동물 생태계를 교란시킨다.
만약 플랑크톤이 마이크로비즈를 먹이로 착각한다면, 상위 포식자를 통해 결국 인간에게까지 영향을 미칠 수 있다. 유엔환경계획위원회에서는 이러한 마이크로비즈를 '죽음의 알갱이'라고 표현하기도 하였다.
미세플라스틱의 심각성을 인지한 각국에서는 마이크로비즈의 사용을 규제하는 법안이 만들어졌으며, 국내에서도 2017년 7월부터 마이크로비즈를 화장품에 사용할 수 없도록 금지하고 있다.
이에 연구팀은 해양 천연물질인 키토산 고분자를 활용하여 단단한 구형의 ‘키틴(chitin) 마이크로비즈’(연구팀에서 ‘키토-비즈’로 명명)로 제조하고 뛰어난 오염물질 세정 성능을 확인했다. 키틴(chitin)은 곤충이나 갑각류 동물의 단단한 표피를 구성하는 성분이다.
클렌징용 연마제로써의 키토-비즈 효과를 비교하기 위해 피부에 바른 워터프루프 아이라이너의 제거 실험을 수행했다. 액체 비누에 적용하여 같은 힘으로 세정하였을 경우 ▲마이크로비즈가 없는 경우 보다 약 2배 ▲금지된 미세 플라스틱 성분의 유해 마이크로비즈를 사용했을 경우 보다 약 1.2배 빠른 속도로 오염물을 제거했다.
뿐만 아니라 키토-비즈는 표면에 존재하는 극성으로 중금속 이온도 제거할 수 있었다. 이러한 특성은 피부에 달라붙는 중금속 함유 미세먼지 제거에 효과적이다.
생화학적 산소요구량(BOD) 실험으로 키토-비즈의 생분해성을 평가한 결과 미생물 대사에 의해서 자연분해되는 것을 확인하였고, 특히 해수에서 1개월 내외에 90% 이상 분해되었다. 비교 실험으로 비분해성으로 알려진 폴리에틸렌 비즈는 전혀 분해되지 않았다.
화학연 이미혜 원장은 “이번 연구결과와 같은 지속가능한 플라스틱 연구개발을 통해 관련 국가산업 및 탄소중립에 기여할 수 있도록 앞으로도 노력하겠다”고 말했다.
이변 연구는 과학기술정보통신부의 한국화학연구원 주요 사업과 산업통상자원부 바이오 산업핵심기술개발사업의 일환으로 수행됐다.
