한국과학기술연구원, 폐플라스틱 완벽 재활용 가능한 고분자 소재 개발 :: 전체

손상 감지, 자가 회복, 다중 형상 기억 특성 지닌 스마트 플라스틱 소재 구성과 작동 원리 / 사진. 한국과학기술연구원

한국과학기술연구원(KIST) 전자파솔루션융합연구단 김태안 박사 연구팀이 폐플라스틱의 재활용을 가능하게 하는 고분자 소재를 개발했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 게재됐다.

이번 연구는 플라스틱 문제의 근본적인 해결책을 제시했다는 점에서 주목받는다. 기존 플라스틱은 재활용 과정에서 품질 저하, 분리수거의 어려움 등의 한계가 있었지만, 이번에 개발된 소재는 폐기 시에도 다른 플라스틱과 완벽하게 분리, 재활용 할 수 있어 '플라스틱 순환 경제'를 실현할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 단량체와 고분자를 자유롭게 전환할 수 있는 독특한 오각고리 구조의 분자를 설계했다. 이 분자는 열, 빛, 기계적 힘 등 다양한 외부 자극에 반응해 플라스틱의 물성을 자유롭게 변화시킬 수 있다. 딱딱한 플라스틱을 부드러운 고무처럼, 혹은 그 반대로도 자유룝게 변형이 가능해 활용 범위를 넓혔다.

특히, 손상된 부위를 스스로 복구하는 자가 회복 기능은 플라스틱의 수명을 획기적으로 연장 할 수 있게 한다. 또한, 폐기 시에는 기존 플라스틱과 혼합된 상태에서도 선택적으로 단량체를 분리해 재활용할 수 있어 완벽한 순환 경제 시스템 구축에 기여할 것으로 기대된다. 즉, 플라스틱이 다시 새로운 플라스틱으로 무한히 재활용될 수 있는 길이 열린 것이다.

이번에 개발된 고분자 소재는 단순히 플라스틱 문제 해결에 그치지 않고, 산업 전반에 걸쳐 혁신을 가져올 것으로 기대된다. 뛰어난 내구성과 자가 회복 기능은 산업용 코팅제, 자동차 부품, 건축 자재 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이는 스마트 의류, 웨어러블 기기 등 새로운 플라스틱 기반 제품 개발에도 기여할 수 있다.

김태안 박사는 "이번 연구는 플라스틱 문제 해결을 넘어, 플라스틱 소재의 새로운 가능성을 제시한 것"이라며, "앞으로 다양한 산업 분야와의 협력을 통해 플라스틱 순환 경제를 구축하고, 지속 가능한 사회를 만드는 데 기여하겠다"라고 밝혔다.