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60일 이내 완전 분해. 건강에 무해하고 플라스틱 내성 지녀. 90도 온도에서 변형되지 않아.
가격 저렴(원료 톤당 약 270만원. CO2 97% 감소.

사탕 수수와 대나무로 만든 일회용 식기
식물 폐기물로 만든 천연 섬유 소재는 60일 만에 생분해된다.

폐기물에서 새로 만들기 :
연구원들은 사탕수수 폐기물과 대나무를 사용해 일회용 식기와 지속 가능한 포장재를 생산할 수 있음을 발견했다. 장점은 플라스틱 대체품은 기후 친화적인 방식으로 생산할 수 있으며 60일 이내에 완전히 분해된다. 식물성 소재는 건강에 무해할 뿐만 아니라 방수 기능이 있으며 플라스틱 소재와 마찬가지로 내성이 있다. 

▲ 이 일회용 식기는 대나무 섬유와 사탕수수 폐기물로 만들어졌다. © Ruby Wallau / Northeastern University

세계적인 플라스틱 문제에는 이미 많은 접근 방식이 있다.
예를 들어, 연구원들이 PET를 먹고 플라스틱이 더 빨리 분해되도록 하는 박테리아를 발견했다. 또한 일부 지역에서는 기존의 플라스틱 효소 또는 금속 이온을 첨가하여 플라스틱을 더욱 퇴비화시킨다. 옥수수, 감자 또는 사탕무로 만든 생물학적 플라스틱 대안도 점점 인기를 얻고 있다.

이러한 개념 중 상당수는 언뜻 보기에 지속 가능한 솔루션처럼 들린다.
생분해성 비닐봉지는 일반적으로 기존의 대응품 비닐봉지보다 빨리 썩지 않기 때문이다. 바이오 플라스틱을 위한 식물성 원료를 재배하기 위해 비료, 살충제 및 토지를 소비한다.

▲ 천연 섬유 소재로 만든 컵은 약 60 일만에 생분해된다. © Liu

사탕수수 폐기물로 만든 ‘녹색’그릇

보스턴의 Northeastern University의 Chao Liu가 이끄는 연구원들은 자연 폐기물로 만든 쉽게 분해 가능한 플라스틱 대안을 찾았다. 이것은 일회용 식기 및 식품 포장으로 사용할 수있을 정도로 견고해야 한다. 이를 위해 그들은 대나무 섬유와 설탕 추출에서 남은 사탕수수 섬유의 조합을 테스트했다.

길고 얇은 대나무 섬유와 짧고 두꺼운 사탕수수 섬유를 혼합하면 조밀하고 안정적인 네트워크를 만들어 어떤 모양으로든 누를 수 있다. 제지에도 사용되는 바인더, AKD (Alkylketendimer 알킬케텐 다이머)와 짧은 가열은 재료가 뜨거운 액체 및 지방에 더 잘 견디도록 한다.
연구원들은 그들의 재료가 생분해성이고 식품 포장으로 사용하기에 적합한지 테스트하고 생산이 얼마나 기후 친화적인지 계산했다.

60일 후 분해

연구에 따르면 실제로 컵이나 그릇으로 만들어진 천연 섬유 재료는 30~45일 후에 토양에서 분해된다. "그리고 60일 후에 성형된 펄프는 모양이 완전히 무너지고 점차 사라졌다"고 연구원들은 말했다.
참고로, 일회용 기저귀 또는 플라스틱병은 대부분 분해되는 데 450년이 걸리지 만 완전히 썩지 않는다.

테스트 결과 용기는 플라스틱 용기처럼 사용할 수 있다.
테스트 실행에서 이러한 천연 섬유로 만든 컵과 그릇은 기존의 플라스틱 일회용 식기보다 거의 두 배 더 안정적이었다. 또한 섭씨 90도의 온도에서도 재료가 변형되지 않았으며 팩 내부에서 물이나 기름이 새지 않았다.

즉, 커피와 액체 식품과 같은 뜨거운 음료도 천연 섬유 소재로 만든 용기에 담아 운송 할 수 있다. 테스트에 따르면 접시에는 인체에 ​​해로운 납 및 비소와 같은 중금속이 포함되어 있지 않다.

▲ 자료: 관련논문 그래프 Biodegradable, Hygienic, and Compostable Tableware from Hybrid Sugarcane and Bamboo Fibers as Plastic Alternative

이산화탄소 97% 감소

또한 긍정적인 점 :
과학자들이 보고한 것처럼 천연 섬유 소재의 생산은 상대적으로 기후 친화적이다.
예를 들어, 용기 생산은 기존 플라스틱 용기보다 97% 더 적은 이산화탄소를 배출하고 종이 제품과 바이오 플라스틱 제조보다 65% 더 적게 배출한다.

그리고 새로운 재료로 만든 용기의 비용은 이미 거의 경쟁력이 있다.
Liu와 그의 동료들이 보고한 것처럼 톤당 2천 유로 미만(약 270만원)의 천연 섬유 재료는 바이오 플라스틱으로 만든 용기의 절반에 불과하다.
앞으로 그들은 기존의 플라스틱 컵 가격에 도달하기 위해 제조 공정을 더욱 효율적으로 만드는 것을 목표로 하고 있다. 톤당 약 1,800유로(약 240만원)로 여전히 약간 저렴하다.

Liu의 동료 Hongli Zhu는 "저렴하고 편리하기 때문에 사람들이 일회용 봉투 사용을 금지하는 것은 어렵다"고 말한다. "하지만 좋은 해결책 중 하나는 이러한 일회용 용기의 생산에보다 지속 가능한 재료를 사용하는 것이다.“
(Matter, 2020, doi : 10.1016 / j.matt.2020.10.004)

출처 : Cell Press

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science" 

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