세안제나 화장품 등에 사용되는 작은 플라스틱 구슬(마이크로비드)은 미세플라스틱 배출원 중 하나다. 이런 마이크로비드를 대체하고 영양소 캡슐 등 식품에도 사용할 수 있으며 배출 후에는 당분과 아미노산으로 분해되는 생분해성 물질이 개발됐다.
미국 매사추세츠공대(MIT) 애나 재클레넥 박사 연구팀은 생분해성 고분자인 폴리 베타-아미노 에스테르(PBAE)를 기반으로 한 마이크로비드 대체 물질을 개발했다고 밝혔다. 미세 플라스틱 문제를 완화하는 한 가지 방법은 기존 오염을 정화하는 방법을 개발하는 것이다. 하지만 이보다 먼저, 미세 플라스틱을 생성하지 않는 재료를 만드는 데 초점을 맞추는 것도 중요하다는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 이 연구에서 이전에 개발한 폴리 베타-아미노 에스테르(PBAE)의 구성 요소를 변경해 물을 밀어내는 특성인 소수성, 기계적 강도, pH 민감도 등을 조정해 마이크로비드 대체 후보 다섯 가지를 고안했다. PBAE는 당과 아미노산으로 분해되는 생분해성 고분자로 유전자 전달 등 의료 분야에서 가능성을 보인 물질이다. 다섯 가지 후보 물질 중 산성 환경에 노출됐을 때 녹는 성질 등 마이크로비드 대체에 가장 적합한 물질을 선택해 현재 클렌저에 사용되는 폴리에틸렌 마이크로비드와 비교하는 실험을 했다.
그 결과, PBAE 기반 마이크로비드를 혼합한 비누 거품은 비누만 사용할 때보다 효과가 좋았다. 방수성 아이라이너 등을 훨씬 더 효과적으로 제거할 수 있었고, 중금속 같은 잠재적 독성 물질도 더 잘 흡수하는 것으로 나타났다.
연구팀은 또 이 물질은 인체에 해가 없고 열 안정성 등이 우수해, 영양소를 캡슐화해 식품을 강화하는 데 사용하면 영양 결핍으로 고통받는 전 세계 20억여 명에게 큰 도움이 될 것이라고 밝혔다. 이 물질로 비타민 A·C·D·E와 아연, 철분 등 영양소를 캡슐화해 식품에 첨가한 다음 끓는 물에 두 시간 동안 노출한 결과 영양소가 파괴되지 않았다. 사람 장 세포 노출 실험에서도 세포 손상을 일으키지 않는 것으로 확인됐다.
연구 저자 재클레넥 박사는 "건강·미용 제품의 플라스틱은 미세 플라스틱 문제의 작은 부분에 불과하지만 그 심각성에 대한 인식이 점차 커지고 있다"며 "이 연구는 이 문제 해결에 한 걸음 더 나아갈 수 있는 방법을 제시한 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 '네이처 화학 공학(Nature Chemical Engineering)'에 최근 게재됐다.
미국 매사추세츠공대(MIT) 애나 재클레넥 박사 연구팀은 생분해성 고분자인 폴리 베타-아미노 에스테르(PBAE)를 기반으로 한 마이크로비드 대체 물질을 개발했다고 밝혔다. 미세 플라스틱 문제를 완화하는 한 가지 방법은 기존 오염을 정화하는 방법을 개발하는 것이다. 하지만 이보다 먼저, 미세 플라스틱을 생성하지 않는 재료를 만드는 데 초점을 맞추는 것도 중요하다는 게 연구팀의 설명이다.
연구팀은 이 연구에서 이전에 개발한 폴리 베타-아미노 에스테르(PBAE)의 구성 요소를 변경해 물을 밀어내는 특성인 소수성, 기계적 강도, pH 민감도 등을 조정해 마이크로비드 대체 후보 다섯 가지를 고안했다. PBAE는 당과 아미노산으로 분해되는 생분해성 고분자로 유전자 전달 등 의료 분야에서 가능성을 보인 물질이다. 다섯 가지 후보 물질 중 산성 환경에 노출됐을 때 녹는 성질 등 마이크로비드 대체에 가장 적합한 물질을 선택해 현재 클렌저에 사용되는 폴리에틸렌 마이크로비드와 비교하는 실험을 했다.
그 결과, PBAE 기반 마이크로비드를 혼합한 비누 거품은 비누만 사용할 때보다 효과가 좋았다. 방수성 아이라이너 등을 훨씬 더 효과적으로 제거할 수 있었고, 중금속 같은 잠재적 독성 물질도 더 잘 흡수하는 것으로 나타났다.
연구팀은 또 이 물질은 인체에 해가 없고 열 안정성 등이 우수해, 영양소를 캡슐화해 식품을 강화하는 데 사용하면 영양 결핍으로 고통받는 전 세계 20억여 명에게 큰 도움이 될 것이라고 밝혔다. 이 물질로 비타민 A·C·D·E와 아연, 철분 등 영양소를 캡슐화해 식품에 첨가한 다음 끓는 물에 두 시간 동안 노출한 결과 영양소가 파괴되지 않았다. 사람 장 세포 노출 실험에서도 세포 손상을 일으키지 않는 것으로 확인됐다.
연구 저자 재클레넥 박사는 "건강·미용 제품의 플라스틱은 미세 플라스틱 문제의 작은 부분에 불과하지만 그 심각성에 대한 인식이 점차 커지고 있다"며 "이 연구는 이 문제 해결에 한 걸음 더 나아갈 수 있는 방법을 제시한 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 '네이처 화학 공학(Nature Chemical Engineering)'에 최근 게재됐다.