초록 ▼

□ 연구개요
- PHB, PHBV, PCL, Starch, Cellulose 등의 고분자 물질들이 해양에서 생분해되는 것으로 알려져 있으나, 단독으로 사용할 시 물리화학적 특성이 상용 제품에 쓰이기에 부적합하거나 가격 경쟁력이 떨어져 상용화에 문제를 안고 있어 이러한 단점을 극복하기 위해 생분해가 가능한 플라스틱 소재끼리 블렌드하여 새로운 소재 개발이 필요하다.
- 여러 생분해성 플라스틱을 다양한 조합과 비율로 블렌딩하여 해양환경에서 완전한 생분해가 가능하면서도 뛰어난 물성과 시장 경쟁력을 갖춘 상용화 가능한 플라스틱 소

□ 연구개요
- PHB, PHBV, PCL, Starch, Cellulose 등의 고분자 물질들이 해양에서 생분해되는 것으로 알려져 있으나, 단독으로 사용할 시 물리화학적 특성이 상용 제품에 쓰이기에 부적합하거나 가격 경쟁력이 떨어져 상용화에 문제를 안고 있어 이러한 단점을 극복하기 위해 생분해가 가능한 플라스틱 소재끼리 블렌드하여 새로운 소재 개발이 필요하다.
- 여러 생분해성 플라스틱을 다양한 조합과 비율로 블렌딩하여 해양환경에서 완전한 생분해가 가능하면서도 뛰어난 물성과 시장 경쟁력을 갖춘 상용화 가능한 플라스틱 소재를 개발하여 플라스틱 오염 문제 해결과 자원순환 사회 구현에 기여하고자 한다.
- 해양 생분해 소재 개발은 기존에도 많이 이루어지고 있는 연구이나, 본 과제에서는 생분해성 플라스틱 블렌드의 개발뿐 아니라 해양환경에서의 생분해도를 플라스틱 생분해의 최종 산물로 발생하는 이산화탄소를 측정하여 폴리머 내 탄소의 이산화탄소 전환비율(% mineralization)을 통해 생분해도 정밀 분석한다는 점에서 큰 차이가 있다.

[연구목표]
1. 생분해성 플라스틱 블렌드 소재 탐색
2. 물리화학적 특성 분석을 통한 상용성 평가
3. 해양 생분해성 플라스틱 블렌드 소재 발굴

□ 연구 목표대비 연구결과
- 본 연구 수행을 통해 본 연구팀은 미생물을 활용한 생분해성 바이오 플라스틱 분해 연구를 지속적으로 수행할 수 있는 기반을 마련하였으며 관련 기술을 확보하였다.
- 본 연구진은 단순히 열적으로 생분해성 블렌드를 제조하는 방법으로는 물성 개선에 한계가 있다고 판단하여 1) 생분해성 필라멘트로 제작한 3D 프린팅 시제품의 생분해도 연구, 2) PHB/TPS 블렌드 연구, 3) 해양 생분해성 고기능 패키징 소재 개발 연구를 수행하였다. 특히, 해양 생분해가 가능한 고기능 패키징 소재는 세계에서 거의 찾아보기 힘든 생분해성 소재의 고기능 전환 기술이다.
- 본 연구진은 비교적 단기간 (1년)의 연구기간 동안 생분해성 소재에 대해 다양한 기술을 활용하여 물리화학적 특성과 생분해도 연구를 진행하였으며, 크게 3가지 연구를 진행하였고 그 중 해양 생분해성 고기능 종이 패키징 소재 연구를 성공적으로 수행하여 그 연구 결과를 Q1 저널에 투고하여 심사를 받고있는 상황이다.
- 본 연구팀의 연구개발성과는 해양환경에서 완전한 생분해가 가능한 패키징 소재를 개발이며, 특허출원에 이어 상용화를 위해 대량 생산 가능성을 검토 중이다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 생분해성 플라스틱의 시장규모는 매년 성장하는 추세이며, 특히 PLA, PBAT, PHB, PBS 등은 상용화 단계에 있지만, 이 중 PHB 만이 해양 생분해가 가능하며, 낮은 물성과 가공성 등 여러한계를 지니고 있기에 해양 생분해성 플라스틱 대체제의 가치는 매우 높다.
- 특히, 종이 패키징의 한계를 생분해성 소재를 이용하여 극복한 최초의 사례로, 궁극적으로 생분해성 플라스틱 소재가 난분해성 플라스틱 소재를 대체하는 데 기여할 수 있다.
- 해양환경에서 완전한 생분해가 보장되는 플라스틱 소재 제품을 활용하면 기존 플라스틱의 수거 및 처리 시스템에 소요되는 사회적인 비용을 획기적으로 저감할 수 있다.
- 본 연구를 통해 각 폴리머 소재의 해양환경에서의 생분해도를 명확히 규명함으로써 관련 시장에 만연한 그린워싱(제품이 가진 실제 환경적 이점보다 큰 것으로 과장하여 홍보하는 것)에 반박할 수 있는 과학적 근거로 활용할 수 있어 지속가능한 사회를 구현할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구개발과제의 가설 및 최종목표 ... 4
• 3) 연구개발과제의 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구개발과제 수행 과정 ... 5
• 2) 연구개발과제 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 1) 연구결과의 의미 및 중요성 ... 12
• 2) 연구결과의 기술적 및 사회·경제적 파급효과 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 18