플라스틱, 비누로 재활용하다

플라스틱을 연소시켜 비누를 만드는 지방산을 만들어내다

[ 객원 에디터 5기 / 한지헌 기자 ] 우리가 일상생활에서 가장 많이 사용하는 물질 중 하나인 플라스틱, 이는 요즘 시대에 가장 큰 문제로 떠오르고 있다. 

플라스틱은 석유기반 원료를 사용하여 제조되는 소재이다. 일상생활에 널리 사용되며, 흔히 플라스틱 병, 가전제품 부품, 의료기기, 전자제품 등 다양하다. 플라스틱은 일상생활에 익숙하고 유용할 수도 있지만, 환경에 위협을 준다는 큰 단점이 있다. 바다에 버려진 플라스틱은, 해양 생물이 이를 삼켜 소화기능을 해치게 되면 해양 생태계에 해를 끼칠 수 있다. 육지에서는 동물들에게 위협을 주고, 플라스틱 연소나 열분해 과정에서 대기 중에 유해한 화학 물질을 방출할 수 있다. 이처럼 플라스틱의 생산량은 줄어들 어야 한다. 이뿐만 아니라 특히 코로나 때문에 플라스틱 사용량이 대략 49.5% 증가하였으며, 문제는 더욱 심각해지고 있다. 

이 문제를 해결하기 위해 주로 플라스틱을 재활용하는 방법을 많이 사용한다. 플라스틱으로 연필꽂이, 화분 등을 만들어 재활용하는 방법으로 업사이클링을 하며, 과학을 이용해 이제는 비누까지도 만들기가 가능해졌다. 여기서 업사이클링이란 기존에 버려지는 제품을 단순히 재활용하는 차원을 넘어서 다른 용도로 새로운 가치를 창출하여 새로운 제품으로 재탄생시키는 것을 말한다. 

플라스틱은 비누와 전혀 다르게 생겼지만 더 자세히 분자 형태를 보면 사실 유사한 점을 관찰할 수 있다. 비누는 주로 지방산으로 이루어져 있는데, 제일 많이 사용되고 있는 폴리에틸렌과 비교해 볼 수 있다. 둘 다 긴 탄소사슬로 이루어져 있는데, 차이점은 지방산은 끝에 추가적인 원자 그룹이 있다는 것이다. 

폴리에틸렌을 비누 또는 지방산으로 바꾸는데 탄소 사슬이 짧지만 분해될 정도로 짧지는 않고 효율적으로 사용할 수 있는 비누를 만드는 일은 큰 난제였다. 하지만 이 문제를 해결한 리우 교수는 벽난로에서 나무가 연소될 때 연기가 생성되는 원리를 통해, 폴리에틸렌도 불완전 연소를 시키고, 연기를 포집하면 새로운 물질을 만들 수 있을 것이라고 생각했다. 

이 방법을 통해, 폴리에틸렌을 지방산으로 바꾸는 데 성공하였다. 값비싼 촉매 사용 등 없이도 고부가가치의 물품을 만들 수 있게 되었다. 또한, 이 연구에서 연구팀은 폴리스티렌을 자외선에 노출시키고, 화학 촉매를 첨가해서 디페닐메탄이라는 약물이나 향료로 쓰이는 전구체로 전환하는 데 성공했다. 

리우 교수는 “플라스틱을 다른 유용한 재료의 생산으로 유도하여 폐기물을 줄이는 새로운 방법을 제시한 것”이라며 “플라스틱 오염은 소수 국가가 아닌 전 세계적인 문제인 만큼 인류가 플라스틱 오염과 맞서 싸울 수 있는 강력한 무기가 될 것”이라고 말했다.