코넬 대학교(Cornell University) 연구진은 오렌지와 이산화탄소로부터 플라스틱을 제조할 수 있는 매력적이고 친환경적인 방법을 개발하였다.

Journal of the American Chemical Society지의 보고에서 코넬의 화학 및 화학 생물학 교수인 Geoffrey Coates와 대학원생 Chris Byrne와 Scott Allen은 리모넨(limonene) 산화물과 이산화탄소를 이용하여 고분자를 만드는 방법을 소개하였다.

리모넨은 탄소 기반의 화합물로 300종의 식물에서 생산된다. 오렌지의 경우 껍질의 95%가 리모넨으로 구성되어 있다. 산업적으로 오렌지 껍질 오일은 감귤 향을 띠는 가정용 세제 같은 제품 등 다양한 사용을 위해 추출된다.

추출된 오렌지 껍질 오일에서 리모넨 산화물이 형성되도록 오일을 산화시킨다. 이같은 방법은 Coates 연구팀이 구축 블록으로 사용한 반응성 화합물을 이용하고 있다.

팀이 이용한 구축 블록은 환경적으로 유해한 온실 가스인 이산화탄소이다. 리모넨 산화물과 이산화탄소를 결합시키기 위해 촉매를 이용함으로써 Coates 그룹은 폐기용 플라스틱 제품에 이용되는 폴리스티렌의 성격을 띠는 폴리리모넨 카보네이트(polylimonene carbonate)라 불리는 새로운 고분자를 합성하였다.

고분자는 반복 반위를 갖지만 새로운 고분자는 리모넨 산화물과 이산화탄소의 반복된 성분으로 구성된다고 Coates는 말한다. 리모넨 산화물 혹은 이산화탄소 자체로는 고분자를 형성할 수 없지만 둘이 합쳐지면 뛰어난 생성물이 형성된다.

의복에 이용되는 폴리에스터에서 식료품 포장 혹은 전자 장치에 이용되는 플라스틱에 이르기까지 거의 모든 플라스틱은 구축 블록으로 원유를 이용한다고 Coates는 말한다.

만약 원유를 이용하지 않고 대신에 풍부하고 재생가능하며 값싼 재료를 이용한다면 연구 필요성은 당위적이다. 연구에서 가장 놀랄만한 점은 재생 소스로부터 뛰어난 성질을 갖는 플라스틱을 제조할 수 있다는 점이다.

Coates 연구팀은 고분자에서 대체 구축 블록으로 이산화탄소의 이용에 관심을 갖고 있다. 오염원을 대기에 방출하는 대신에 폴리리모넨 카보네이트 같은 플라스틱 생산을 위해 이산화탄소는 분리될 수 있다.

Coates 실험실은 18명의 화학자로 구성되어 있으며, 그 중 반의 인원이 값싸고 친환경적인 구축 블록을 이용한 재생 및 생분해 재료 개발에 매진하고 있다. 사람들은 플라스틱이 값싸고 풍부하기 때문에 한번 사용하고 버리지만 미래에는 그렇지 못할 것이라고 Coates는 말한다.

(KORDIC)