[비건뉴스=김민영 기자] MIT 연구진이 어시장 폐기물인 생선 비늘을 기반으로 한 생분해성 대체 소재를 선보였다. 이번 연구는 플라스틱 폐기물 감축과 식품 부산물 순환 활용을 동시에 겨냥한 것으로 알려졌다. 연구진은 생선 비늘의 구조적 특성을 활용해 얇고 투명한 필름을 구현했으며, 이는 포장재와 일회용 제품 등에 적용 가능하다고 밝혔다.

연구는 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 재료공학과에서 진행됐다. 연구를 수행한 재학생은 생선 비늘이 가볍고 강도가 높으며 유연하다는 점에 주목해 소재화 방안을 모색했다. 연구진은 비늘에 포함된 칼슘 성분과 콜라겐 구조를 활용해 플라스틱과 유사한 물성을 갖는 필름을 제작했다고 설명했다.

연구진은 Cyclo.Plas 2(CP2)라는 이름의 생분해성 대체 소재를 개발했다고 밝혔다. CP2는 생선 비늘 성분을 활용해 플라스틱 폐기물과 생물 기반 소재의 순환을 동시에 고려한 것으로, 플라스틱 대체성과 생분해성을 개선하는 데 목적을 두고 있다. 연구진은 “비늘의 구성에서 착안한 생체 모사 접근법을 적용했다”고 전했다.

이번 연구에서는 3D프린팅 과정에서 발생하는 폴리락틱산(PLA) 폐기물도 함께 활용됐다. 연구진은 PLA 폐기물에 비늘에서 유래한 하이드록시아파타이트 성분을 적용해 복합소재를 제작했는데, 해당 소재는 기존 PLA 폐기물보다 굽힘 강도가 높은 것으로 나타났다. 또한 수경 분해, 가정용 퇴비, 산성 환경에서 더 빠르게 분해되는 특성도 확인됐다.

또 다른 실험에서는 비늘의 콜라겐 구조를 강화해 얇고 투명한 필름을 제조하는 스클레로티제이션 개념이 적용됐다. 연구 결과, 해당 필름은 저밀도 폴리에틸렌(PE)과 유사한 투명성과 수축성을 보였으며, 내열성과 내수성이 개선된 것으로 나타났다. 연구진은 이 소재가 약 8주 내 생분해됐고, 용해 고형분이 낮아 환경 부담도 적다고 설명했다.

연구진은 “일상에서 편의성과 환경 보호를 동시에 고려할 수 있는 선택지가 필요하다”며 “자연 기반 소재에 대한 연구가 대안을 마련하는 데 기여할 수 있다”고 밝혔다. 연구가 공개된 학술 커뮤니티 Youth STEM Matters에서는 생선 비늘처럼 활용 가치가 낮은 식품 부산물이 새로운 소재 개발로 이어질 가능성에 주목하고 있다고 전했다.

식품 부산물을 활용한 플라스틱 대체 연구는 전 세계적으로 증가하는 추세다. 지난달 호주 모나시대 연구팀은 식품 폐기물에서 추출한 당 성분으로 생분해 필름을 제조하는 기술을 발표한 바 있다. 또 다른 연구에서는 중미 지역 타로·유카·바나나 등 농식품 폐기물이 기존 석유 기반 플라스틱을 대체할 가능성을 검토한 결과가 보고됐다.

연구진은 어업 및 농식품 산업에서 발생하는 부산물 자원의 순환 활용이 장기적으로 플라스틱 폐기물 감축 정책과 맞물려 시너지를 낼 수 있을 것으로 전망하고 있다.