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미세 플라스틱, 천연 물질 '게 껍질'로 대체한다키토산 활용한 ‘키틴 마이크로비즈’ 생분해성과 세정력 뛰어나…환경오염 예방 기대
  • 윤선영 기자
  • 승인 2021.10.13 17:28
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[주간코스메틱 윤선영 기자] 세안제와 화장품에 사용되던 마이크로비즈를 대체할 생분해 소재가 국내 연구진에 의해 개발되었다. 이 새로운 소재는 세정 속도와 중금속 함유 미세먼지 제거에도 효과가 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

한국화학연구원(원장 이미혜)은 박제영‧오동엽‧황성연 연구원팀이 황동수 포항공대 교수팀과 함께 게 껍질에서 추출한 키토산 천연물질로 마이크로비즈 대체 후보물질을 개발했다고 13일 밝혔다.

그동안 화장품 소재로 많이 사용되었던 지름 5mm 미만의 마이크로비즈는 미세플라스틱 입자로 스크럽 형태의 클렌징폼이나 비누, 치약 등에 첨가되어 세정력을 높이는데 사용되어 왔다. 그러나 이러한 마이크로비즈는 사용 후 강이나 바다로 흘러 들어가 수질 오염은 물론 동물 생태계 교란까지 일으킨다는 위험성이 제기되었다.

유엔환경계획위원회에서는 마이크로비즈를 ‘죽음의 알갱이’로 표현할 정도로 각국에서는 마이크로비즈의 사용을 규제하는 법안이 만들어졌으며 국내에서도 2017년 7월부터 화장품에 마이크로비즈를 사용할 수 없도록 규정하고 있다.

산업통상자원부에 따르면 2016년 기준 국내에서 가장 많이 사용하는 소재는 플라스틱을 비롯한 화학소재라고 밝혔다. 타 쓰레기는 미생물에 의해 자연적으로 분해가 되지만 플라스틱은 자연적 분해가 되지 않는 소재중 하나다.

비분해성 마이크로 비즈와 생분해 마이크로 비즈가 생태계에 미치는 영향

게껍질에서 추출한 키토산 천연물질을 발굴한 한국화학연구원 연구팀은 해양 천연물질인 키토산 고분자를 활용해 단단한 구형의 ‘키틴 마이크로비즈(키토-비즈)’를 만들어 세정능력을 시험했다.

게껍질의 키틴을 활용한 이번 연구에서는 클렌징용 연마제로써 키토-비즈 효과를 비교하기 위해 피부에 바른 워터프루프 아이라이너의 제거 실험을 수행한 결과, 마이크로비즈가 없는 경우보다 약 2배의 세정능력을 나타냈다. 이는 금지된 미세 플라스틱 마이크로비즈를 사용했을 경우보다 약 1.2배 빠른 속도의 세정능력이다.

이외에도 키토-비즈는 표면에 극성이 있어 중금속 이온도 제거가 가능한 것으로 나타났다. 이러한 특성은 피부에 달라붙은 중금속 함유 미세먼지 제거에도 효과적일 것으로 기대된다.

또한 생화학적 산소요구량(BOD) 실험을 통해 키토-비즈 생분해성을 평가한 결과, 미생물 대사에 의해 자연 분해되는 것을 확인했으며 해수에서 1개월 이내 90% 이상 분해되어 해양 생태케 오염에 영향을 덜 미치는 것으로 확인됬다.

이번 연구에 참여한 박제영 연구원은 “이번 연구를 통해 제조한 마이크로비즈는 생분해성과 세정력을 모두 함족함으로써 환경오염이 없는 착해 소재라는 의미를 가진다” 라고 말했다.

이미혜 원장은 “지속가능한 플라스틱 연구개발을 통해 관련 국가산업 및 탄소중립에 기여할 수 있도록 앞으로도 노력하겠다”고 말했다.

한편 이번 연구결과는 영국왕립화학회가 발행하는 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry)’ 9월호 표지논문으로 게재됐다.

 

윤선영 기자  ysy@geniepark.co.kr

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