- 목재 펄프 기반 셀룰로오스 나노섬유, 친환경성·경제성 모두 갖췄다 -
산림청 국립산림과학원(원장 김용관)은 목재 펄프를 활용한 친환경 고기능 소재인 셀룰로오스 나노섬유(Cellulose Nanofiber, CNF) 제조 기술을 개발하고, 특허 출원을 통해 플라스틱 대체 소재로서의 활용 가능성을 제시했다고 밝혔다.
이번 기술은 기존 제조 공정에 사용되는 고가의 산화제를 재사용할 수 있도록 해, 생산 비용 절감과 환경오염 저감이라는 두 가지 과제를 동시에 해결한 것이 핵심이다.
셀룰로오스는 식물 세포벽의 주요 구성 성분으로, ▲재생 가능 ▲생분해성 ▲높은 기계적 강도 ▲우수한 화학적 안정성 등의 특성을 지닌 대표적인 친환경 소재이다.
이를 나노 수준으로 분해한 셀룰로오스 나노섬유는 친환경 플라스틱 대체 소재로서 다양한 산업 분야에서 활용 가능성이 큰 차세대 소재이다. 특히 고강도 복합재·필터 및 분리막·이차전지 소재 등 다양한 분야에 적용 가능하다.
기존 CNF 제조 공정에서는 TEMPO 산화법이 널리 사용되지만, 고가의 산화제를 1회 사용 후 폐기해 화학물질이 포함된 폐수가 발생하고 공정 비용이 증가하는 등의 문제가 지속적으로 제기됐다. 국립산림과학원은 이러한 문제를 개선하기 위해 산화 반응 후 남은 용액(산화여액)을 회수·재사용하는 기술을 개발했다.
구체적으로는 산화 반응 후 고형분과 액체를 분리해 산화여액을 회수하고, 이를 신규 산화제와 혼합해 다시 공정에 투입함으로써 최대 3~5회까지 재사용할 수 있도록 했다. 이를 통해 산화제 사용량 절감, 폐수 발생 최소화, 생산 비용 절감 효과를 확보했다.
산림청 국립산림과학원 임산소재연구과 전상진 박사는 "이번 기술은 목재 기반 소재의 친환경성과 경제성을 동시에 높인 의미 있는 성과"라며, "향후 플라스틱 저감 정책과 탄소중립 실현에 기여할 수 있는 핵심 기술로 발전시켜 나가겠다"고 전했다.
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