화학연구원 연구진이 개발한 바이오플라스틱 기반 생분해 비닐봉투. [한국화학연구원 제공]

화학(化學)은 물질의 합성ㆍ분석ㆍ구조ㆍ성질 등을 규명하고 물질 상호 간의 반응을 연구하는 학문이다. 구체적으로 물질현상의 상호관계를 밝혀서 일반적인 원리를 찾아내고 이 같은 원리를 체계화해 여러가지 유익한 물질을 만들어내는 것을 말한다. 헤럴드경제는 쉽고 재미있는 화학이야기를 게재, 화학기술에 대한 일반인들의 이해를 높이고자 한다.

현재 인류가 누리고 있는 풍요로운 삶 속에는 다양한 화학기술이 스며들어 있다. 의약품을 만들고 농약을 개발해 식량을 획기적으로 증대시켰고 건축자재와 합성섬유를 개발했다.

자동차, TV, 휴대폰 등 이 모든 것에 화학기술이 적용돼 있다. 가까운 편의점이나 마트에 가서 상품 포장지를 살펴보자. 상품 포장지에서 대부분의 화학제품의 이름을 발견할 수 있다. 우리가 평소 먹고 마시고 사용하는 것 대부분의 포장재는 화학물질로 만들어졌다.

포장이나 물류산업 역시 화학과 함께 발전했다. 플라스틱 제품이 등장하기 이전에 포장이나 물류 자재의 주재로는 목재, 금속, 종이, 유리 등이 주로 사용됐다. 이후 가볍고 투명하고 충격에 강하고 다양한 모양으로 디자인할 수 있는 플라스틱이 등장했다. 플라스틱은 내열, 가스 차단, 치수 안정, 경량, 재활용 등의 기능이 우수해 포장재와 용기 생산에 폭넓게 적용되고 있다. 식품 포장에는 화학제품으로 만든 다양한 필름이 이용되는데 때로는 기능성 필름이 적용되기도 한다. 화학물질로 만든 페트병은 유리나 알루미늄 용기를 상당 부분 대체했고 유제품 음료나 컵라면 용기 등에는 폴리스티렌이 많이 사용되고 있다.

일반 포장에는 레진봉투가 종이봉투를 대신해 많이 쓰이고 있는데, 쓰레기봉투를 비롯한 비닐봉투에는 폴리에틸렌이 주로 사용되며 이외에도 각종 세제, 목욕용품 등의 용기 생산에도 합성수지가 폭넓게 사용되고 있다.

하지만 이 같은 화학 포장물질의 사용이 확대되면서 역기능도 발생하고 있다. 플라스틱과 비닐은 저렴하고 손쉬운 이용으로 사용량이 기하급수적으로 증가했으나, 긴 분해시간, 낮은 재활용률, 미세플라스틱의 생태계 순환 증가로 인해 전지구적인 관심과 우려가 커지고 있는 상황이다.

실제 지난 반세기간 플라스틱 폐기물 발생량은 63억톤으로 오는 2050년까지 누적 폐기물 발생량은 330억톤에 이를 것으로 전망된다.

이와 관련 한국화학연구원은 기존 플라스틱과 비닐을 대체할 수 있는 생분해 고분자 플라스틱과 비닐 개발에 주력하면서 궁극적인 해결책 모색에 나서고 있다. 화학연 연구팀은 최근 석유계 비닐봉투를 대체할 수 있는 바이오플라스틱 기반 생분해 비닐봉투를 개발하기도 했다. 이 기술은 생분해성 비닐봉투의 ‘잘 찢어지는’ 문제를 해결하고, 100% 생분해되며, 기존 생분해성 비닐봉투와 비교해 인장강도가 2배나 높다. 이 생분해성 고강도 비닐봉투는 자체 간이실험 결과 땅속에서 6개월 이내 100% 분해되는 것으로 확인됐다. 50리터 반응기에서 비닐봉투와 빨대 시제품을 생산하는 데 성공, 상용화 가능성도 높다는 평가다.

구본혁 기자/nbgkoo@