일본 해양지구과학기술기구(JAMSTEC)와 다른 기관의 연구진은 식물 바이오매스로 만든 소재인 셀룰로스를 사용하여 두꺼운 투명 종이(Transparent Paper)를 개발했다.

투명 종이는 미생물에 의해 물과 이산화탄소로 분해될 수 있다. 또한, 기존 셀룰로스 기반 소재보다 두꺼워 용기 제작에도 활용될 수 있으며, 플라스틱은 해양 오염의 원인이기 때문에 이 새로운 소재는 이러한 목적으로 플라스틱을 대체할 것으로 예상된다고 요미우리 신문이 지난 5일 보도했다.

연구팀은 면화 씨앗 표면에서 발견되는 섬유로 만든 셀룰로스 분말을 사용하여 종이 시트(paper sheets)를 만들었다. 이 분말을 브롬화리튬-물 용액(lithium bromide-water solution)에 녹인 후, 고온에서 젤 상태가 될 때까지 가열하면서 혼합했다. 젤 상태가 되면 재료를 성형하고 건조했다.

연구원들이 이 소재를 컵과 빨대 모양으로 만들었을 때, 그 강도는 플라스틱의 일종인 폴리카보네이트(polycarbonate)와 비슷한 수준이라는 것을 발견했다.

종이는 나노미터(10억 분의 1미터) 크기의 섬유로 촘촘히 채워져 투명해진다. 이러한 섬유의 밀도 덕분에 빛은 확산 없이 종이를 바로 통과한다.

두께가 0.7mm에 불과한 투명한 종이 한 장도 유연함을 유지하며, 100m 떨어진 풍경도 선명하게 볼 수 있다.

연구팀은 종이 시트가 바다로 떠내려갈 것이라는 가정하에 생분해성을 조사했다. 연구진은 종이 시트를 바다에 가라앉히고 바다 미생물이 이를 분해할 수 있는지 확인했다.

연구 결과, 심해가 깊을수록 미생물이 적기 때문에 용해 속도가 더 느렸다. 하지만 종이 시트는 수심 757미터에서도 대부분 4개월 이내에 용해되었다고 한다.

지금까지 종이 포장재가 플라스틱 용기의 가장 일반적인 대안이었다.

하지만 사업 전문가들은 소비자들이 내용물을 볼 수 없기 때문에, 종이 포장으로 된 상품을 사고 싶어하지 않는다고 지적했다.

투명한 종이를 사용하면 이 문제를 해결할 수 있지만, 이 소재를 시장에 출시하려면 대량 생산이 가능한 기술을 보유한 공장이 필요하다.

JAMSTEC의 부수석연구원인 이소베 노리유키(Noriyuki Isobe) 씨는 “이 기술의 실증 실험을 위한 공장이 건설되면, 소재 생산 비용은 일반 종이의 약 3배 수준으로 줄어들고, CO2 배출량은 플라스틱 제조 공정의 약 절반으로 줄일 수 있을 것으로 추산된다.”고 말했다.

목재 소재 전문가인 오사카대 마사야 노기(Masaya Nogi) 교수는 “기존에도 투명 종이는 있었지만, 이 종이의 장점은 심해에서 생분해되는 것으로 입증됐다는 점”이라고 설명했다.