▲ 리그닌 나노섬유메트의 열처리 후 이를 전자주사현미경으로 확인한 모습

국립산림과학원(원장 윤영균)은 펄프·제지산업 또는 목질계 바이오에탄올 제조 시 부산물로 발생하는 리그닌으로 바이오플라스틱 및 나노탄소섬유매트를 제조하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 

이로써 나무로부터 차세대 바이오신소재를 추출할 수 있게 됐다.

국립산림과학원은 리그닌에 폴리락틱산 공중합체(Copolymer) 방식을 이용해 바이오플라스틱을 만들었다. 바이오플라스틱은 토양 중 세균에 의해 분해돼 생분해성 플라스틱이라고도 한다. 일반 플라스틱은 자연계에서 분해되지 않기 때문에 공해 문제를 동반하지만 바이오플라스틱은 생분해성 특성 때문에 클린플라스틱으로 주목받고 있다. 

또 리그닌 폴리아크릴로나이트릴 공중합체에 전자방사(Electrospinning)를 이용해 나노섬유매트 및 나노탄소섬유매트를 제조하는 데도 성공했다.

이번 연구를 통해 제조된 바이오플라스틱 시편의 인장강도는 1MPa에서 3MPa로, 나노탄소섬유매트 역시 인장강도가 39MPa에서 69MPa로 증가하는 것으로 나타났다.

노탄소섬유매트의 경우 고온에서 탄화 처리를 할수록 탄화구조(Carbonized structure)의 결정 크기가 32Å에서 45Å로 증가됐다.

국립산림과학원 김용식 화학미생물과 박사는 “그동안 리그닌의 대부분은 보일러 연로 등 저급 용도로만 사용돼 왔다”면서 “이번 연구는 리그닌을 플라스틱 및 나노탄소섬유매트 등 부가가치가 높은 바이오신소재로 이용할 수 있는 가능성을 입증한 결과”라고 강조했다.