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공업화학 전망, 제24권 제3호, 2021
나노셀룰로스 기반 산소차단성 생분해 투명 필름
일상에서 흔히 접하는 라면, 과자 등의 식품 포장재는 외부로부터의 산소와 수분의 침투에 의한 식품의 산패를 방지하기 위해 PET, OPP 등 합성플라스틱 필름에 알루미늄 금속박막이 증착된 구조로 사용된다.
이로 인해 소각 과정에서 미세먼지, 유독가스 등 다량의 유해 물질이 발생할 뿐만 아니라 재활용이 불가능 한 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 대안으로서 천연소재인 셀룰로스 나노섬유를 활용하 여 합성플라스틱 포장재를 대체하고자 하는 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다.
울산대 연구팀에서는 수중대향충돌 방식으로 셀룰로스 나노섬유를 대량으로 제조해 셀룰로스 나노섬유 로 이루어진 투명 필름을 제작하였다. 그러나 셀룰로스 소재 자체의 높은 친수성으로 인해 물에 잘 젖기 때문에 식품 포장재로 사용하기에는 한계가 있다. 울산대 연구팀은 이와 같은 한계를 극복하기 위해 가정 용 프라이팬 표면에 적용된 것과 유사한 발수/발유 코팅박막을 적용하였다. 발수/발유 코팅박막을 적용한 투명복합필름은 셀룰로스 소재 자체의 친수성에 의한 한계를 극복함으로써 산소투과도가 현저히 낮아지는 것을 확인하였으며, 특히 물속에서 약 20분 동안 내수성을 유지하는 것을 확인하였다. 이와 동시에 효소 환경에서 생분해가 되는 것 또한 확인하였다. 본 연구성과는 Elsevier 그룹의 Carbohydrate Polymers에 게재되었다(※발표논문참조).
※발표논문: Joong-Kwon Kim, Byeongwook Choi, and Jungho Jin, Transparent, water-stable, cellulose nanofiber-based packaging film with a low oxygen permeability, Carbohydrate Polymers, DOI: 10.1016/j.carbpol.2020.116823.
Figure. (A) 셀룰로스 나노섬유 기반 투명복합필름과 이의 (B) 산소투과도 측정,
