화장품 속 '죽음의 알갱이', 생분해 천연 물질로 대체한다

한국화학연, 게 껍질 활용한 '키틴 마이크로비즈' 기술 개발
세정력, 기존 미세플라스틱보다도 더 좋아

한국화학연구원 바이오화학연구센터에서 개발한 ‘생분해 마이크로비즈 시제품’

[아시아경제 김봉수 기자] 국내 연구진이 세안제나 화장품에 들어 있는 미세플라스틱(마이크로비즈)을 대체할 만한 생분해 소재를 개발했다.

한국화학연구원은 박제영, 오동엽, 황성연 박사팀이 황동수 포항공대 교수 연구팀과 공동으로 게 껍질에서 추출한 키토산 천연물질을 활용한 마이크로비즈 대체 후보 물질을 개발했다고 13일 밝혔다.

마이크로비즈란 최대 직경이 5mm 이하의 미세 플라스틱 입자다. 화장품, 비누, 치약 등 생활용품에 첨가돼 글라이딩 효과나 세정력에 도움을 준지만, 사용 후에는 강이나 바다로 흘러들어가 수질 오염 및 수생 동물 생태계를 교란시킨다.

플랑크톤이 마이크로비즈를 먹이로 착각한다면, 상위 포식자를 통해 결국 인간에게까지 영향을 미칠 수 있다. 유엔환경계획위원회에서는 이러한 마이크로비즈를 '죽음의 알갱이'라고 표현하기도 하였다.

미세플라스틱의 심각성을 인지한 각국에서는 마이크로비즈의 사용을 규제하는 법안이 만들어졌으며, 국내에서도 2017년 7월부터 마이크로비즈를 화장품에 사용할 수 없도록 금지하고 있다.

비분해성 마이크로비즈와 생분해 마이크로비즈가 생태계에 미치는 영향 비교

연구팀은 해양 천연물질인 키토산 고분자를 활용해 단단한 구형의 ‘키틴(chitin) 마이크로비즈’(키토-비즈)를 제조해 시험한 결과 뛰어난 오염 물질 세정 성능을 확인했다. 키틴은 곤충, 갑각류 동물의 단단한 표피를 구성하는 성분으로, 연구팀은 게 껍질의 키틴을 활용했다.

또 클렌징용 연마제로써의 키토-비즈 효과를 비교하기 위해 피부에 바른 워터프루프 아이라이너를 제거해 보니 액체 비누를 사용했을 때 마이크로비즈가 없는 경우 보다 약 2배, 기존 마이크로비즈를 사용했을 경우 보다 약 1.2배 빠른 속도로 오염물을 제거하는 것으로 나타났다. 키토-비즈는 표면에 존재하는 극성으로 중금속 이온도 제거할 수 있었다. 이러한 특성은 피부에 달라붙는 중금속 함유 미세먼지 제거에 효과적이다.

키토-비즈는 생화학적 산소요구량(BOD) 실험을 통해 생분해성을 평가한 결과 미생물 대사에 의해서 자연분해됐다. 특히 해수에서 1개월 내외에 90% 이상 분해되었다. 비교 실험으로 비분해성으로 알려진 폴리에틸렌 비즈는 전혀 분해되지 않았다.

박제영 화학연 박사는 “생분해성과 세정력을 모두 만족함으로써 환경오염이 없는 착한 소재라는 의미를 가진다"라고 설명했다.

이번 연구결과는 녹색화학분야 국제 학술지 영국왕립화학회 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry, IF: 10.182)’ 9월호에 표지논문으로 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr