1회용 플라스틱의 이용 증가로 환경이 훼손되면서 자연에서 분해되는 바이오 플라스틱에 대한 관심이 매우 높습니다. 다만 바이오 플라스틱은 일반 범용처럼 열에 약하고 강도가 낮은 단점을 지니고 있습니다. 우수한 내열성을 지니면서도 강철보다 강도가 강한 슈퍼 바이오 플라스틱이 탄생했는데요. 오늘은 환경을 고려하면서도 뛰어난 기능과 성능까지 보장해 미래 소재로 떠오른 슈퍼 바이오 플라스틱에 대해 알아보겠습니다. ◆친환경 생분해성 바이오 플라스틱이란? 바이오매스를 원료로 만들어지는 플라스틱은 자연에서 분해됩니다. 생분해성 덕분에 지속가능한 친환경 소재로 주목받고 있지만 지난해 현재 전체 시장에서 바이오 플라스틱이 차지하는 비중은 210만t 수준으로 0.5%에 불과합니다. 친환경적이라는 장점에도 상대적으로 약한 기계적 물성과 높은 제조비용 등의 약점을 지니고 있는 탓입니다. 이에 생분해되면서도 열에 강하고 강도도 높은 고성능 바이오 플라스틱에 대한 관심이 높아지고 있는데요, 최근 국내 연구진이 강철보다 강한 슈퍼 바이오 플라스틱 개발에 성공해 각 산업분야에서 기대를 모으고 있습니다. ◆고강도, 고내열성 슈퍼 바이오 플라스틱의 등장 한국화학연구원은 식물성 성분인 ‘아이소솔바이드‘를 이용해 고강도, 고내열성의 투명 바이오 플라스틱을 2019년 개발했습니다. 식물성 성분으로 만들어 환경 호르몬이 없으며, 무게당 강도는 69KN·m/㎏으로 강철(63KN·m/㎏)보다 높다. 200도 이상의 고온을 견딜 수 있는 뛰어난 내구성을 지닌 점도 특징입니다. ◆바이오매스 기반 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 생분해성 바이오 플라스틱의 낮은 내열성과 강도를 획기적으로 높인 소재가 속속 등장하고 있는데요. 바로 슈퍼 바이오 플라스틱입니다. ‘바이오매스 기반의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱’이라고 설명할 수 있습니다. 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastics)은 금속을 대체할 수 있는 고성능 제품으로, 강도와 탄성, 내열성이 우수합니다. 이 중에서도 연속사용 가능 온도가 150도 이상인 고내열 소재를 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이라 합니다. 슈퍼 바이오 플라스틱은 식물 유래 자원을 원료로 만든 생분해성 엔지니어링 제품입니다. 환경에 친화적인 고기능성 플라스틱 소재라고 할 수 있습니다. ◆슈퍼 바이오 플라스틱의 활용 슈퍼 바이오 플라스틱은 실제 OLED(유기발광다이오드) 투명 기판을 만드는 화학 공정에서 300도가 넘는 고온을 견디어 전자제품이나 기계, 자동차 등의 부품 소재로 쓰일 수 있으며, 인공 뼈와 임플란트 소재로 사용해도 될 만큼 독성이 매우 낮습니다. 또한 열에 녹여 가공할 수 있는 열가소성 수지로, 재활용할 수 있어 폐플라스틱 처리도 용이하다는 장점이 있습니다. 환경을 위해 생분해성의 중요성이 날로 커지고 있는 가운데 기능성을 높인 슈퍼 바이오 플라스틱의 등장으로 관련 제품이 더욱 많아질 것으로 기대됩니다. 한화솔루션도 현재 바이오 베이스 합성 폴리머(중합체) 연구를 통해 자동차 및 전자제품 소재로 쓰일 수 있는 친환경 엔지니어링 플라스틱과 바다 속에서도 분해될 수 있는 폴리에스테르계 고분자 등을 연구·개발(R&D)하고 있습니다. 지속가능한 미래를 위해 친환경 고기능성 소재로 변신하고 있는 플라스틱에 더욱 큰 관심을 주기 바랍니다. 한화솔루션 블로거

4차 산업혁명을 대표하는 키워드로 사물인터넷(IoT)과 빅데이터, 인공지능(AI), 사이버물리시스템(CPS) 등을 꼽을 수 있습니다. 이와 같은 기술을 응용해 다양한 산업현장에서 생산성과 경제성, 안전성 등을 향상시키고자 하는 수요가 확산하고 있습니다. 이러한 니즈를 충족하기 위해 등장한 기술이 바로 ‘디지털 트윈’(Digital Twin)입니다. 오늘은 아직 생소하지만, 우리 시대에 꼭 필요한 키워드인 디지털 트윈에 대해 알아보겠습니다. ◆디지털 트윈의 등장 디지털 트윈이라는 개념은 2002년 마이클 그리브스(Michael Grieves) 미국 미시간대 박사가 처음 제안했으며, 2012년 미 항공우주국(NASA·나사)가 로드맵 보고서에서도 언급했습니다. 2016년 미국 최대의 정보기술(IT) 컨설팅 업체인 가트너(Gartner)는 ‘2017 10대 전략기술’ 중 하나로 디지털 트윈을 꼽는데요, 그 이전에는 디지털 트윈이라는 단어 자체조차 생소했습니다. 이후 미국과 독일, 영국 등에서 제조와 스마트 시티 등의 분야에서 디지털 트윈 기술을 활용한 시도가 시작됐습니다. ◆디지털 트윈, 무슨 뜻일까? 디지털 트윈의 의미를 알기 위해 검색해 보니 ‘컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 기술이다’라고 합니다. 정보통신기획평가원에 따르면 다양한 기술이 융·복합되는 디지털 트윈은 어떤 응용분야에서 어떤 용도로 활용되느냐에 따라 개념이 달라질 수 있습니다. 디지털 트윈을 두고 가트너는 ‘현실 세계의 엔티티 또는 시스템에 대한 디지털 표현’이라 하고, 경영 컨설팅 업체 딜로이트(Deloitte)는 ‘사업 실적의 최적화에 도움을 주는 물리적 물체나 프로세스의 과거와 현재 활동이 기록된 진화하는 디지털 프로필’이라고 정의하고 있습니다. ◆디지털 트윈의 응용분야 디지털 트윈은 제조와 전력, 의료, 항공, 자동차, 스마트 시티 등 다양한 산업분야에 활용될 수 있습니다. 제조를 예로 들면 제품 설계부터 플랜트(공장) 운영 감시, 작업량 예측, 생산손실 예측, 고장 진단 및 예측이 가능하며, 항공 및 전력분야에서는 프로펠러와 터빈 등 기계의 고장 진단 및 예측을 기대할 수 있습니다. 자동차 산업에서 가상 모델을 통해 차량 성능을 사전 분석해 고객에게 맞춤형 경험을 제공할 수 있으며, 스마트 시티에서는 교통과 에너지, 환경 등의 새로운 정책 도입에 앞서 가상의 도시를 통해 사전 검증할 수 있습니다. ◆디지털 트윈과 화학기술 발전 화학분야에서도 디지털 트윈이 적극 활용되고 있습니다. 기존에는 시뮬레이션을 진행하고 실험실에서 반복 실험을 하는 한편 연구원이 공정에서 생산되는 데이터를 직접 분석해 이를 통한 개선 방안을 도출했다면, 가상 공정의 분석 결과를 바탕으로 공정을 설계하고 개선 방향성을 수립할 수 있게 됐습니다. 디지털 트윈 공정에서는 실제와 동일한 공정을 가상 공간에 복제해 운전 조건에 따른 제품 생산성의 변화 실험을 무한 반복해 데이터를 쌓을 수 있고, 저장된 데이터는 AI 분석을 거쳐 최적화된 공정으로 도출됩니다. 디지털 트윈 공정은 생산 효율 제고를 통한 원가 절감은 물론이고 제품 품질 향상에도 영향을 미치고 있습니다. ◆가상공간에서 화학 소재를 개발하다 한화솔루션 케미칼 부문은 최근 디지털 트윈 기술을 토대로 현실의 복잡한 화학반응을 가상공간에 그대로 구현하는 등 적극 활용하고 있는데요. 지난해 수소 첨가 석유수지 생산 공정의 전 과정을 디지털 트윈으로 전환하기도 했습니다. 현재 진행 중인 수전해 연구·개발(R&D)에도 디지털 트윈 공정을 도입해 소재에도 디지털 전환을 선도하고 있습니다. 지속가능한 미래를 이끄는 혁신적인 소재 및 기술 개발을 위해 점점 지능화·첨단화되고 있는 화학기술에 많은 관심과 응원 보내주기 바랍니다. 한화솔루션 블로거

최근 친환경이 화두로 떠오르면서 플라스틱 합성이나 동물성이 아닌 천연 소재로 만든 ‘비건 가죽’이 떠오르고 있습니다. 그 중에서 우리에게 친숙한 실리콘이 인조가죽 소재로 주목받고 있는데요. 핸드폰이나 노트북 커버, 주방용기 등의 소재로만 알고 있던 실리콘이 어떻게 인조가죽이 될 수 있는지 알아보겠습니다. ◆자연소재서 탄생한 실리콘 실리콘(silicone)은 규소(Si)와 산소(O)를 기반으로 한 단량체를 골격으로 구성한 중합체입니다. 물리적, 화학적인 내구성이 뛰어나고 열에 강해 자동차와 전자, 코팅, 섬유, 생활용품 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 무기물인 모래로부터 추출하는데, 실리콘을 이루는 규소는 산소 다음으로 지구상에 가장 많이 존재하는 원소입니다. 플라스틱과 유사한 성질이지만 인체에는 무해하여 대체할 수 있는 친환경 물질로 꼽히고 있습니다. ◆실리콘 고무? 실리콘 가죽! 친환경적이면서도 동물을 해치지 않는 비건 가죽이 최근 각광을 받으면서 실리콘으로 만든 제품도 등장해 주목받고 있습니다. 실리콘 가죽의 원료는 모래를 구성하는 천연 실리카에서 추출되는데요. 실리콘 고무라고 할 수 있습니다. 원단 전문회사 일라(ILLA)는 최근 관련 제품을 선보였는데요. 실리콘 가죽의 원단인 ‘실리젠’이 그 주인공입니다. 대만의 실리콘 제품 제조업체인 제너럴 실리콘(GS)사도 앞서가고 있는데요. 실리콘 소재를 이용한 비건 가죽을 개발해 공급하고 있습니다. ◆새로운 가죽 소재 실리콘의 특징 실리콘은 무독성에 내구성이 강한 소재로, 생산 과정에서 유해한 화학물질을 배출하지 않아 환경 친화적입니다. 또한 무색투명하여 어떤 색상이든 안정적으로 우수한 발현을 보장하며, 부드러우면서도 섬세하고 유연한 질감을 제공합니다. 실리콘 가죽은 무엇보다 오염에 강해 ‘이지 클린’(easy clean)’기능을 갖추고 있으며, 쉽게 불이 붙지 않는 난연성도 우수합니다. 그리고 반려동물의 스크래치에도 강해 소파 등 가구나 매트, 유아용 제품, 가방 등의 소재로 각광받고 있습니다. ◆지속가능한 친환경 비건 가죽 실리콘 가죽은 유해물질을 배출하지 않고 친환경적이어서 비건 가죽 또는 ‘에코 가죽’이라 불리는데요. 실리콘 외에도 파인애플과 선인장, 버섯 등으로 만든 비건 가죽이 동물의 털 등을 대체하고 있습니다. 비건 가죽은 천연 소재 외에도 PVC(폴리염화비닐)과 PE(폴리에틸렌), PU(폴리우레탄) 등의 화학 소재로도 만들어지는데요. 동물을 희생하지 않고도 그 가죽만큼이나 뛰어난 소재를 만들 수 있는 덕분입니다. 최근 인조가죽 기술이 더욱 발전하여 환경에 부담을 주지 않는 지속가능한 친환경 화학 소재들이 개발되고 있습니다. 진짜 가죽 대신 비건 제품들로 환경과 동물을 해치지 않으면서도 패션과 삶에 ‘엣지’와 편리성을 더해보는 건 어떨까요. 한화솔루션 블로거

환경을 위해 플라스틱 대신 종이로 대체되는 용품이 빨대와 포장재 등으로 늘어나고 있습니다. 그 여파로 좀 더 튼튼하고 내구성이 좋은 종이 신소재의 필요성이 점점 강하게 대두되고 있습니다. 그 중에서 나노 셀룰로오스는 기계적 또는 화학적 처리를 통해 지구상에서 가장 얻기 쉬운 천연 고분자로 알려져 있다. 또 무게가 철 대비 5분의 1밖에 나가지 않지만, 강도는 5배 높아 철과 플라스틱 대체재로 각광받고 있습니다. 오늘은 ‘제2의 탄소섬유’로 불리고 있는 나노 셀룰로오스는 어떤 소재인지 자세히 알아보도록 하겠습니다. ◆제2의 탄소섬유, 나노 셀룰로오스란? 나노 셀룰로오스는 셀룰로오스 사슬이 다발을 이루며 빽빽하게 결합한 형태입니다. 나노·마이크로미터(1 나노미터·㎚=10억분의 1m, 1마이크로미터·㎛=100만분의 1m) 크기의 막대형태 입자 혹은 섬유입니다. 셀룰로오스는 보통 나무(wood)와 조류(algae), 박테리아 등 여러 원재로부터 얻을 수 있는데, 높은 투명성과 재생 가능성, 생분해성, 생체적 안정성, 높은 수준의 열 안정성, 용이한 성형성 등의 장점에 힘입어 친환경적인 제조기술에 맞는 고기능성의 신소재로 최근 들어 크게 각광 받고 있습니다. ◆나무에서 만들어지는 셀룰로오스 나노 섬유 나노 셀룰로오스의 원료는 목재로, 나무의 주성분인 셀룰로오스를 10억분의 1로 쪼개 나노화해 만듭니다. 셀룰로오스 나노 섬유는 보통의 목재 혹은 비목재 바이오매스에서부터 점점 작은 크기로 파쇄하여 만드는데, 원료가 되는 물질은 셀룰로오스 외에 헤미셀룰로오스와 리그닌 같이 상호 결합하여 단단한 구조를 이룹니다. 그 때문에 이를 효율적으로 파쇄하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있습니다. ◆나노 셀룰로오스 제조방법 일반적으로 나노 셀룰로오스 형태와 제조방법은 3가지로 나눌 수 있는데요. 첫째는 펄프를 갈아 기계적으로 처리해서 섬유질 형태의 나노 셀룰로오스를 만드는 방법이 있습니다. 두번째는 화학 처리하여 단일 섬유 형태로 만드는 방법이고, 세번째는 고농도의 황산을 사용하여 펄프의 비결정 영역을 제거하고 결정 영역만 남겨 결정체 형태의 나노 셀룰로오스를 만드는 것입니다. ◆나노 셀룰로오스로 만든 바이오 폴리카보네이트 한국화학연구원은 2019년 식물성 성분인 아이소소바이드와 나노 셀룰로오스를 이용해 바이오 폴리카보네이트를 개발했습니다. 바이오 폴리카보네이트는 인체에 유해한 비스페놀A(BPA)이 포함된 석유 폴리카보네이트의 대안으로 주목받고 있습니다. 연구팀은 물에 잘 섞이는 친수성을 지닌 아이소소바이드와 나노 셀룰로오스를 액상에 분산시킨 뒤 나노 복합체 플라스틱 중합 과정을 진행, 강도와 투명도를 크게 개선시켜, 기존보다 높은 인장 강도를 지닌 바이오 폴리카보네이트를 만들었습니다. 바이오 폴리카보네이트는 자동차와 스마트폰 등 전자기기 외장재에다 독성이 낮아 영·유아 장난감 및 젖병, 유모차 소재로도 활용될 수 있습니다. 임플란트와 인공뼈로도 쓰일 수 있습니다. ◆비닐을 대체하는 생분해 투명 필름 1회용 비닐 봉지 및 포장재는 썩지 않아 환경을 오염시키는 문제를 발생하고 있습니다. 따라서 자연에서 분해되는 생분해 비닐 포장재에 대한 관심이 높습니다. 울산대 연구팀은 최근 목재 펄프에서 얻은 나노 셀룰로오스를 이용해 물에 잘 젖지 않으면서도 생분해가 되는 식품 포장용 투명 필름을 개발해 주목받고 있습니다. 라면 봉지 등의 포장재는 외부의 산소나 수분 침투를 막기 위해 합성 플라스틱 필름에 알루미늄 금속박막을 씌워 재활용을 할 수 없고 소각 과정에서 유해물질이 발생합니다. 연구팀은 물속에서도 20분 이상 내수성을 유지하면서도 산소 차단성이 우수한 생분해 투명 필름을 개발해 상용화를 준비하고 있습니다. 나노 셀룰로오스는 바이오 플라스틱, 생분해 비닐 외에도 태양광 발전 패널과 플렉서블 디스플레이와 같은 첨단 전자기기, 그리고 그 섬유를 이용한 마스크팩과 화장품 등에서 활발한 개발이 진행되고 있습니다. 나무에 다양한 화학적 기술이 더해져 친환경 플라스틱부터 전자기기, 화장품 소재까지 등장하고 있는데요. 지속가능한 미래를 위한 친환경 소재 개발을 위해 더욱 다양한 화학기술이 연구되어야 할 것 같습니다. 한화솔루션 블로거

지난 10일이 ‘바다 식목일’이라는 사실, 아나요? ‘바다숲’을 만드는 날인데요. 점점 황폐해가는 바다를 살리고 그 생태계의 중요성을 알리기 위해 지정된 날입니다. 오늘은 바다숲을 구성하고 있는 해조류에 대해 알아보고자 합니다. 해조류로는 우리에게 잘 알려진 미역과 다시마 등이 있는데요, 음식으로 먹는 것뿐만 아니라 최근에는 재생 에너지 원료로, 그리고 친환경 플라스틱 재료로도 각각 주목받고 있습니다. 건강하고 풍요로운 바다를 만들어주면서 친환경 원료로 떠오르고 있는 해조류에 대해 살펴보겠습니다. ◆친환경 재생 에너지 원료 해조류 친환경 재생 에너지라 하면 대표적으로 태양광과 수소, 풍력 등이 떠오르는데요. 최근 해조류를 이용한 재생 에너지 개발을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 바이오에너지의 원천인 바이오매스의 원료로 주목받고 있습니다. 바이오매스의 주원료 중 하나인 팜유는 1㏊(헥타르)당 생산 가능량이 연간 6000ℓ, 유채씨유는 1000~1500ℓ인데 비해 해조류는 2만ℓ로 효율성이 매우 높습니다. 이처럼 해조류는 빠른 속도로 햇빛을 생명 에너지로 변화시킬 수 있는데, 이렇게 생성된 에너지 대부분이 정제과정을 통해 바이오디젤로 재탄생합니다. 현재 네덜란드는 1㏊당 800t의 해조류를 생산할 수 해상 플랫폼을 갖췄으며, 국내에서도 해조류 바이오메탄올 연구 센터를 설립한 뒤 홍조류를 활용해 추출하고 있습니다. ◆해조류로 만든 생분해 플라스틱 환경에 대한 관심이 높아지면서 매립했을 때 자연분해가 되는 친환경 플라스틱 제품이 점점 늘어나고 있습니다. 해조류는 높은 생분해성을 자랑하고 있고, 기존 옥수수 기반의 바이오 플라스틱보다 환경친화적입니다. 바다에서 완전해 용해되는 만큼 생분해 플라스틱 원료로 떠오르고 있습니다. 인도네시아 스타트업 기업인 에보웨어는 해초로 먹어도 되는 1회용 컵과 포장지를 만들었으며, 미국 스타트업 롤리웨어는 해조류로 만든 먹을 수 있는 빨대와 컵을 출시했습니다. 먹지 않고 쓰레기로 버려져도 60일 내 100% 자연분해가 되기 때문에 친환경적입니다. ◆다시마로 만든 친환경 비료 최근 오염된 토양을 복원하고 작물이 건강하게 자라도록 도움을 주는 비료 재료로 해조류에 관심이 모이고 있습니다. 중국 산둥성에 위치한 한 비료 기업은 다시마를 100% 원료로 액체비료를 개발했으며, 이를 사용한 결과 토양 및 작물의 품질이 향상되고 생산량도 증대된다고 소개했습니다. 미생물의 효소 촉매작용에 의한 가수분해 공법으로 고유 영양 성분의 파괴는 최소화하고, 영양만 추출해 합성 호르몬을 추가하지 않고 순수한 다시마만으로 비료를 만들어냈습니다. 다시마 액체비료는 집에서도 쉽게 만들 수 있는데요. 요리하고 남은 다시마에 흑설탕과 소금을 섞고 그늘에 3주 정도 두면 삼투압 작용으로 액이 나오는데, 이것이 바로 액체비료입니다. 물과 희석하여 가꾸는 텃밭이나 화단에 뿌려주면 건강하게 식물을 키울 수 있습니다. 해조류는 농산물처럼 까다로운 환경조건과 넓은 경작지를 필요로 하지 않고 빠르게 자라며, 특히 이산화탄소를 흡수하는 능력이 뛰어나 온실 가스 등 기후위기 대응에도 효과적인 물질입니다. 또한 버려지는 해조류나 부산물을 써 만든 제품은 완전히 썩기 때문에 이를 이용한 1회용 컵과 접시, 용기 등이 개발되고 있습니다. 건강하고 풍요로운 바다 환경을 만들 뿐만 아니라, 지구환경에도 도움이 되는 미래 친환경 소재로 주목받고 있는 해조류에 여러분의 많은 관심 부탁합니다. 한화솔루션 블로거

신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19) 시대에 살고 있는 지금 비누는 단순히 오염을 제거하는 수단을 넘어 감염 위험을 낮춰주는 중요한 역할을 하고 있습니다. 실제 인류의 역사에서 비누로 손발을 씻기 시작하면서 감염과 질병의 위험성이 낮아지기 시작했다고 하는데요. 의학자와 역사학자는 깨끗한 물과 함께 인류를 구한 물품으로 비누를 꼽기도 했습니다. 최근 플라스틱 용기에 담긴 세제나 샴푸 대신, 주방비누, 샴푸바 등 고체 제품을 사용해 환경을 지키는 활동도 확산하고 있습니다. 질병의 위험으로부터 우리를 지켜주면서도 환경까지 생각한 비누! 오늘은 비누의 원리는 어떤지부터 세균을 어떻게 제거하는지, 그리고 환경에는 어떤 영향을 주는지에 대해 알아보겠습니다. ◆화학공업과 비누의 발전 비누를 처음 썼다는 기록은 기원전 2800년쯤 고대 바빌론에서부터입니다. 비누가 대량 생산되어 일반적으로 널리 이용된 것은 8세기부터인데, 이탈리아 등 지중해 연안에서는 올리브 오일과 해초를 태운 재를 활용해 만들었다고 합니다. 현재와 같이 화학공업의 결과물인 비누는 18세기 무렵으로, 프랑스의 외과 의사이자 화학자인 니콜라스 르블랑이 식용 소금에서 탄산나트륨을 발견하고 1811년 프랑스의 유기화학자인 미셸 외젠 슈브뢸이 ‘유지의 화학적 조성에 대한 연구’를 하면서 만드는 데 필요한 과학적 기초가 다져졌습니다. 이후 1850년대부터 미국을 중심으로 본격적으로 비누공업이 발전하기 시작했습니다. ◆비누는 어떻게 만들어질까? 비누는 보통 동물성 지방 또는 식물성 기름에 양잿물로 알려진 수산화나트륨(NaOH·가성소다)이나 수산화칼륨(KOH)을 넣고 가열해 만듭니다. 비누화 반응에 의해 만들어진 지방산 나트륨염 또는 칼륨염이 그 실체입니다. ◆비누가 때를 제거하는 원리 보통 기름때는 물에 잘 녹지 않습니다. 비누도 각각 때, 물과 잘 붙는 성질의 친유성, 친수성 부분으로 이뤄져 있습니다. 친수성 부분은 물에 잘 녹습니다. 이처럼 물과 잘 반응하지만 기름과는 섞이지 않습니다. 기름과 잘 섞이는 친유성 부분은 물과는 그렇지 않습니다. 친유성 부분은 때나 기름과 반응해 녹게 되는데, 표면의 친수성 부분과는 서로 반발하여 뭉치지 않습니다. 덕분에 물에 씻겨 나가 깨끗한 면만 남게 됩니다. ◆비누와 가성소다 가성소다는 비누의 주요 구성 성분입니다. 가성소다는 소금물을 전기분해하여 만드는 천연물질로, 단백질 분해성이 매우 강해 때를 녹여 없애는 역할을 합니다. 강알칼리성인 가성소다는 음이온 계면 활성제 역할을 하며, 이와 같은 원리를 이용해 비누뿐만 아니라 세탁과 청소에 사용되는 세제를 만드는 데도 쓰입니다. 가성소다는 국내 최초로 한화솔루션에서 생산하기 시작했습니다. 아울러 현재 국내 최대 생산을 자랑하며 시장 점유율 1위를 차지하고 있습니다. ◆비누의 세균 제거 효과 세균을 제거하기 위해서는 왠지 알코올 성분이 강한 손 세정제가 비누보다 더 나을 것 같지만 실제 실험 결과 비누로 손을 씻을 때 더 효과가 높은 것으로 나타났습니다. 식품의약품안전처에 따르면 비누나 물 세척, 소독제 등 3가지 방법으로 손 씻기를 했을 때 효과를 실험한 결과 비누로는 세균 99%가 제거되고, 손 세정제는 98%로 나타났습니다. 비누의 이와 같은 세균 제거 효과는 살균력에서 비롯된 것이 아니라, 친유성과 친수성 원리로 손에 묻어 있는 물질을 깨끗이 씻어낸 덕분입니다. 비누로 손 씻기만 잘 해도 감염병을 예방할 수 있는 것입니다. ◆환경을 생각한 고체비누 최근 설거지용으로 플라스틱 통에 든 세제 대신 고체로 된 비누가 뜨고 있습니다. 설거지 비누 또는 주방 비누라는 이름으로 불리는데요. 이 비누는 플라스틱 쓰레기가 나오지 않아 친환경적이며, 세정력도 좋아 인기가 좋습니다. 특히 쓰레기를 줄이자는 ‘제로 웨이스트’ 캠페인의 영향으로 샴푸바와 트리트먼트바, 바디워시바 등 기존 플라스틱 통에 담겨 있던 세정제들을 비누가 대체하기 시작했습니다. 오염과 때를 제거하는 세정 효과부터, 세균을 제거해 질병의 위험으로부터 인류를 지켜주고 환경까지 생각한 비누! 앞으로 화학기술의 발전과 함께 어떤 모습으로 또 변신할지 기대가 됩니다. 한화솔루션 블로거

우리 생활에서 플라스틱 제품은 없어서는 안 될 필수품입니다. 그럼에도 무분별하게 버려지는 폐플라스틱의 처리 방법과 재활용은 부족한 실정입니다. 특히 재활용이 되지 못하는 폐플라스틱은 소각이나 매립 과정을 통해 환경을 오염시키는 원인이 되고 있습니다. 이런 폐플라스틱을 재활용하려고 개발된 기술이 바로 열분해입니다. 이 기술은 처리과정에서 오염물질을 발생시키지 않아 친환경적인 방법으로 폐플라스틱을 처리할 수 있습니다. 열분해를 통해 얻는 액상과 가스는 새 에너지로 활용되고 있습니다. 최근에는 열분해 기술을 통해 에너지뿐만 아니라 새로운 화학제품을 만들 수 있도록 고품질의 플라스틱 원료로 재가공할 수 있는 기술이 등장해 주목받고 있는데요. 오늘은 무한대로 재활용되는 플라스틱 기술에 대해 소개하겠습니다. ◆폐플라스틱 재활용 방법 크게 물질 재활용(Mechanical Recycle)과 화학적 재활용(chemical Recycle)이 있습니다. 일반적으로 우리가 알고 있듯이 플라스틱을 수거해 분쇄 및 응용 등 물리적인 가공을 통해 새 제품을 생산하는 방법이 물질 재활용입니다. 화학적 재활용은 폐비닐 등 재활용이 어려운 폐플라스틱의 고분자 구조를 분해하는 방법입니다. 이를 통해 새로운 물질로 재활용합니다. 재활용이 어려운 복합 재질의 플라스틱 제품을 분해해 새 제품의 원료를 만드는 만큼 자원 낭비를 막고 폐기물 양도 줄일 수 있어 친환경적인 기술로 주목받고 있습니다. ◆화학적 재활용 일환인 열분해 기술이란? 열분해 기술은 열가소성 폐플라스틱이라면 모두 대상이 됩니다. 폐플라스틱에 열을 가해 고분자의 화합물을 저분자화한 결과 가스나 액체를 얻어 필요한 연료로 재사용할 수 있게 하는 것이 바로 열분해 기술입니다. 기존 재활용이 어려운 플라스틱은 소각이나 매립을 했는데, 이 과정에서 독성 물질이 발생해 환경 오염의 문제가 대두했었습니다. 이에 반해 열분해는 폐기물을 처리할 때 오염 물질을 최소화시키면서 에너지를 회수하는 기술의 하나로, 친환경적인 처리 방법으로 개발되고 있습니다. ◆열분해를 통한 폐플라스틱 유화 기술 열분해 공정은 고분자 폐기물을 간접 또는 직접 가열하여 탄소 수가 짧은 탄화수소화합물로 분해시켜 에너지를 회수하는 기술입니다. 열분해 온도가 높을수록 고분자 화합물은 탄소 수가 적은 저분자 화합물로 쉽게 분해되며, 온도가 낮을수록 탄소 수가 많은 물질로 분해됩니다. 350~450도의 반응 온도에서 분해된 탄화수소화합물은 액상의 재생유로 회수할 수 있는데, 이를 액화 공정이라 합니다. 또 750도 전후 온도에서는 가스로 회수하기 때문에 가스화 공정, 그리고 1100도 이상 고온의 반응 온도에서는 수소 및 메탄가스를 회수할 수 있어 이를 용융 가스화 공정이라고 합니다. 오늘 설명하고 있는 열분해를 통한 유화 기술은 액상의 재생유로 회수하기 때문에 액화 공정이라고 할 수 있습니다. ◆폐플라스틱에서 고품질 화학 원료로! PTC 기술 이 기술을 통해 만들어진 열분해유는 새로운 에너지로 이용될 수 있는데, 최근 고품질의 화학 제품으로 전환하는 기술(PTC·Plastic to Chemicals)이 개발되고 있다고 합니다. 한화솔루션은 올해 한국에너지기술연구원과 업무협약을 맺고 열분해를 통해 처리된 폐플라스틱을 고품질의 원료로 만드는 기술을 개발할 계획입니다. 폐플라스틱에 열 에너지를 가해 추출되는 열분해유는 불순물이 많아 저급 디젤유나 보일러 연료용으로 쓰였는데, 질소나 산소, 염소 등 불순물을 제거해 화학 제품의 기초 원료인 고순도 납사(나프타)로 전환하는 기술을 개발할 예정입니다. PTC 기술은 버려지는 폐플라스틱에서 고순도의 나프타를 얻도록 돕습니다. 이를 통해 에틸렌, 프로필렌과 같은 플라스틱 기초 원료를 만들 수 있는데요. 플라스틱을 반복 사용할 수 있는 셈입니다. 아직 이 기술은 개발 단계인 탓에 상용화에는 시간이 필요하지만, 가까운 미래에 한정된 천연 자원의 낭비를 막고 환경 오염 걱정 없이 살 수 있는 날이 올 것이라 기대됩니다. 한화솔루션 블로거

사용하던 물건이 갑자기 부러지면 여러분은 어떻게 하나요? 가격이 저렴하고 구하기 쉬운 물건은 바로 구매해서 쓰면 되지만, 고가의 제품이나 구하기 어려우면 수리하기 위해 접착제(사진)를 찾습니다. 접착제는 물체 간 붙이기 위한 도구로 일반적으로 그 사이에서 굳어져 결합시키는 형태입니다. 모든 것을 다 붙여줄 것 같은 접착제! 접착제를 직접 이용해보면 모든 물건이 다 붙지 않는다는 사실을 알게 되는데요. 그래서 오늘은 일반 접착제로는 안 되는 것을 붙여주는 특별한 접착제를 살펴보겠습니다. ◆부러진 안경도 살려낸다…글루텐 친구들과 즐겁게 운동을 하다 공에 맞아 땅바닥으로 떨어진 안경! 산지 얼마 안 됐는데, 부러져 버리고 말았습니다. 집에 둔 순간 접착제로 붙여보지만 쉽게 떨어져 버리고 마는데요. 이렇게 안경이나 부러진 액세서리 등은 순간 접착제로도 잘 안 붙는 일이 잦습니다. 그래서 스카치테이프로 돌돌 말아 임시로 활용하기도 합니다. 그런데 감쪽같이 안경을 붙여주고, 심지어 깨진 부분을 메워주는 신박한 아이템이 있습니다. 글루텐(위에서 두번째 사진)이라는 이름을 가진 액체 플라스틱 접착제가 그 주인공인데요. 부러지거나 깨져서 파인 부분에 이 액체 플라스틱 접착제를 발라줍니다. 일반적인 접착제라면 이렇게 하고 마르기를 기다리는데요. 글루텐은 여기서 하나의 과정이 추가됩니다. LED(유기발광다이오드) 라이트(바로 위 사진)를 비춰주는 것인데요. 이렇게 LED 라이트를 비춰야만 접착제가 경화됩니다. 얇은 접착제 펜은 피복이 벗겨진 전선이나 안경과 같이 좁은 면적에 사용하기도 편리합니다. 또 LED 라이트를 비춰야 경화되기 때문에 손에 묻어도 순간 접착제와 달리 가볍게 씻어주면 됩니다. 이제 파손됐다고 그냥 버리지 마세요! ◆상처를 완벽하게 봉합한다…나노 접착제 튼튼해 보이는 우리 몸! 그러나 가벼운 충격에도 피부는 상처를 입습니다. 날카로운 물체가 스치거나 뾰족한 물체에 부딪히면 피부는 쉽게 찢어집니다. 가벼운 상처는 소독하고 반창고를 붙이면 되지만, 깊은 상처는 병원에서 꿰매야 하는데요. 몸에 난 상처를 접착제로 간단하게 붙이면 좋을 것 같습니다. 특히 병원에서 시술을 할 때 접착제를 쓰면 간단하게 마칠 수 있을 텐데요. 국내 연구진이 조영제와 지혈제의 역할을 하는 접착제를 개발하였습니다. 독성이 낮으면서 미량으로도 상처를 완벽하게 봉합할 수 있는 나노 접착제를 개발한 것인데요. 이 접착제는 손상 조직 접합과 외사 후 출혈 지혈 등에 이용될 수 있습니다. 연구진은 이런 나노 접착제가 다양한 시술과 치료에 활용될 것으로 예상하고 있는데요. 다양한 물질로 나노 입자 접착제가 만들어진다면 머지않아 가벼운 상처는 집에서 간단하게 치료하는 날이 오지 않을까요? ◆인테리어의 완성은 EVA 접착제 앞에서 조금 특별한 접착제를 살펴봤는데요. 마지막으로 설명할 접착제는 바로 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer·에틸렌초산비닐 공중합체)인데요. 한화케미칼 기술과 관련된 접착제입니다. EVA 접착제는 이름만 들으면 낯설게 느껴질 수 있지만, 우리가 흔히 알고 있는 글루건(사진)을 떠올리면 됩니다. EVA 접착제는 탄성이 뛰어나고 저온에서도 유연성이 있어, 누구나 쉽게 활용할 수 있습니다. 또한 가죽과 목제, 플라스틱 등 다양한 소재와 접착성이 좋아 셀프 인테리어를 하는 이들이 즐겨 사용하는 접착제입니다. 한화케미칼은 이 접착제의 원료가 되는 초산비닐 함량이 높은 EVA를 생산하고 있는데요. 한화케미칼의 EVA는 세계적으로 높은 기술력을 인정받고 있습니다. 이를 입증하듯 2009년과 2011년에는 당시 지식경제부로부터 ‘세계 일류상품’으로 선정되기도 하였는데요. 앞으로도 한화케미칼은 질 좋은 EVA를 통해 삶의 가치를 높일 수 있는 기업이 되도록 노력하겠습니다. 한화솔루션 블로거

종이 하면 예전에는 단지 기록을 위한 목적이나 봉투 등이 가장 먼저 떠올랐다면, 최근에는 ‘친환경’이라는 단어를 연결 짓게 됩니다. 이에 반해 무분별하게 버려지는 1회용 플라스틱은 자연에서 썩지 않아 자연을 훼손하고 있는데요. 이를 방지하기 위해 자연에서 100% 생분해되는 소재가 주목받고 있습니다. 그 중 하나가 바로 종이인데요. 기존 제품이 스티로폼과 비닐, 페트(PET·Polyethylene terephthalate·폴리에틸렌테레프탈레이트) 등으로만 만들어졌다면 조금씩 화학기술이 더해지면서 그 소재는 고기능성 종이로 재탄생하고 있습니다. 오늘은 환경을 생각하는 것은 물론, 기능과 안전성도 놓치지 않은 종이 기술에 대해 알아보겠습니다. ◆종이로 만든 용기 음료수와 화장품 등 공기가 통하지 않아야 하는 밀봉을 필요로 하는 제품에서는 종이보다 플라스틱을 소재로 한 용기가 보편적이었습니다. 하지만 최근 음료수와 화장품 패키지에도 종이를 이용한 제품이 등장하기 시작했습니다. 코카콜라는 올해 초 덴마크 종이용기 개발업체인 파보코(Paboco)와 함께 종이 병 샘플을 만들었습니다. 이 병은 플라스틱 뚜껑, 액체와 맞닿는 내부 일부를 빼고 완전히 종이로 만들어졌습니다. 화장품 업계도 탄소배출 저감을 위해 플라스틱 튜브를 대체할 종이 튜브를 개발하기 시작했습니다. 로레알과 아모레퍼시픽 등이 종이 기반의 화장품 포장용 튜브를 개발했는데요. 나노 박막 기술을 적용하여 산소 차단성을 높이는 방법으로 장기간 유통할 수 있는 만큼 안전하게 화장품을 사용할 수 있게 했습니다. 유통기한을 보장하면서도 100% 퇴비화를 할 수 있어 친환경 용기의 적용 범위는 점점 넓어질 것으로 기대됩니다. ◆폐종이로 만든 단열재 단열재는 열의 이동을 방지해 일정한 온도가 유지되도록 하는 역할을 합니다. 주로 스티로폼 또는 폴리우레탄 등이 단열재로 쓰이고 있는데요. 최근에는 폐종이를 이용한 건축 단열재가 친환경적이라는 평가를 받으며 떠오르고 있습니다. 폐지에서 추출한 셀룰로오스에 전분과 폴리프로핀계 수지를 혼합해 만들어지는 이 단열재는 유해물질을 배출하지 않습니다. 셀룰로오스 단열재는 또 제작하는 과정에서 탄소 배출이 적어 인체와 환경에도 안전합니다. 또한 폐지를 재활용하기 때문에 지구 온난화에도 기여하고 있습니다. ◆종이로 만든 집 종이로 만든 가구는 들어본 적 있을 겁니다 종이로 만든 집은 생소하실 거에요. 종이로 집을 만들 수 있기나 할까요? 일본 건축가 반 시게루는 종이 튜브를 이용해 내구성과 경제성을 갖춘 임시 주택을 만들었습니다. 임시 주택 하면 사각의 운송용 컨테이너 박스가 떠오르는데요. 반 시게루는 종이를 재활용한 교회와 임시 주택 등 사회적 건축을 선보였습니다. 재활용한 종이 튜브 임시 주택은 간단한 조립과 손쉬운 이동, 그리고 친환경성에 힘입어 지진 등으로 갑자기 집을 잃은 이재민을 위한 임시 주거용으로 사용된 바 있습니다. 설계에서 완공까지 두달 이상이 걸리는 등 상용화까지 아직 좀 더 시간이 걸릴 것으로 내다보고 있지만, 친환경 주택의 소재로 종이가 쓰이기 시작했다는 점에서 주목받고 있습니다. 종이는 최근 친환경 트렌드에 힘입어 포장재부터 칫솔, 빨대, 컵 등 일상생활 용품까지 다양하게 이용되고 있습니다. 100% 생분해되는 친환경 소재이면서도, 기능적인 부분까지 완벽하게 대체하기 위해서는 좀 더 많은 화학적인 연구가 필요한 단계입니다. 우리가 좀 더 관심을 갖고 노력한다면 환경을 생각하면서도 편리성과 안전성을 갖춘 제품이 더 많이 등장할 것으로 기대됩니다. 한화솔루션 블로거

폴리에틸렌(PE)은 자주 접하는 플라스틱으로 익숙하지만, 폴리올레핀(Polyolefin·PO)은 조금 낯설게 느껴집니다. PO는 PE 등 플라스틱을 만드는 원료입니다. 단단한 플라스틱부터 비닐 등 말캉한 소재까지 그 원료가 되는 물질이 바로 PO입니다. 오늘은 우리가 생활에서 자주 접하지만 잘 몰랐던 PO에 대해 알아보겠습니다. ◆폴리올레핀(PO)dl란? PO는 올레핀(이중 결합을 1개 가진 사슬모양 탄화수소 화합물)의 중합으로 생기는 고분자 화합물입니다. 단량체 또는 모너머(monover)로서, PE와 폴리프로필렌(PP) 등이 바로 해당합니다. 즉 PE는 에틸렌 모너머를 중합시켜 만든 PO입니다. PP는 프로필렌 모너머로부터 중합된 PO라 할 수 있습니다. ◆폴리올레핀 특성 PE는 밀도에 따라 그 특성이 달라집니다. 밀도가 낮으면 액체나 고무와 같은 탄성을 갖게 되며, 높으면 가소성(Plasticity)을 띱니다. 따라서 중합체 공정에 따라 다양한 물리적 특성을 지닌 플라스틱 제품을 만들 수 있습니다. 또한 화학적 안정성과 기계적 물성, 경량성, 투명성의 특징을 지니고 있으며, 가공이 쉽고 다른 소재에 비해 가격이 저렴하기 때문에 우리 생활에 필요한 플라스틱 재료로 널리 사용되고 있습니다. ◆폴리올레핀 #종류 앞서 언급했듯 PO 종류로는 대표적으로 PE와 PP가 있습니다. PE는 밀도에 따라 고밀도(HD)와 저밀도(LD), 선형저밀도(LLD)로 나눌 수 있습니다. HDPE는 가벼우면서도 높은 강도와 강성, 우수한 내화학성 특징을 지니고 있습니다. LDPE는 부드럽고 유연한 게 특징으로 식품포장 비닐 및 종이 코팅 등에 쓰입니다. LLDPE는 LDPE보다 강성이 뛰어나고, HDPE보다 훨씬 유연한 게 특징으로 높은 인장 강도와 내충격성을 지닌 비닐과 코팅 원료로 이용됩니다. PP는 PE와 유사하지만 그다 밀도가 낮고 녹는 점이 더 높아 1회용 식품용기로 주로 활용됩니다. ◆생활 속 폴리올레핀 우리 생활에서 PO는 어떻게 사용되고 있을까요? 일상 생활에서 자주 쓰이는 플라스틱 우유병, 편의점 도시락, 세제통과 화장품 병, 장난감이나 학용품, 식품을 담는 비닐, 쓰레기 봉투, 그리고 종이컵(사진)에도 PE가 이용됩니다. 이 외에도 운동화 밑창에 사용되는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer·에틸렌초산비닐 공중합체), 케이블 절연체나 전선수지 등도 바로 PO로 만들어집니다. 조금은 낯설게 느껴졌던 PO, 알고 보니 PE 등 생활 속 플라스틱 제품을 만드는 기초 원료였습니다. 한화솔루션은 1972년 LDPE, 86년 LLDPE를 각각 국내 최초 생산한 이래 현재 국내 최대 설비를 보유하고 LDPE의 국내 시장 점유율 1위를 차지하고 있습니다. 최근에는 친환경 자동차로 떠오른 전기차의 배터리 분리막 소재로도 각광받고 있다고 하는데요. 일상 생활용품부터 자동차 소재까지 점점 ‘진화’를 하고 있는 PO의 활약을 지켜봐 주기 바랍니다. 한화솔루션 블로거