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목질 셀룰로오스에서 나노결정 셀룰로오스의 생산 및 응용

전문가 제언: ○ 석유기반 에너지와 화학제품의 대체품에 대한 필요성이 증가하면서 재생가능한 재료를 산업에 응용하는 기술개발이 절실하다. 이런 관점에서 가장 흔한 바이오고분자인 셀룰로오스에서 유도되는 나노결정 셀룰로오스(NCC, nanocrystalline cellulose)는 원료의 풍부성, 재생가능성, 환경친화성, 기계적 성질, 나노크기 면에서 가장 유망한 재료의 하나이다. NCC는 기계적 성질을 향상시키므로 고분자 나노복합체는 가장 유망한 분야이다.

○ 이 글은 목질계셀룰로오스 바이오매스로부터 NCC를 추출하는 방법에 중점을 두고 관련 기술의 발전 및 응용을 고찰한 것이다. NCC는 최근 새로이 각광을 받는 소재로써 재료학계에 대단한 관심을 받고 있다. 나노결정 셀룰로오스, 이의 표면 개질과 가공, NCC와의 나노복합체, 현탁액의 자기조립 등 이 분야의 리뷰와 서적이 다수 있으며, 연구논문도 급증하고 있다.

○ 한국에서는 많지는 않지만 류재호 등의 “황산 가수분해 조건이 셀룰로오스 나노크리스탈의 수율, 입도 및 전기화학적 특성에 미치는 영향” 등 나노셀룰로오스 관련 연구가 발표되었다. 그러나 나노결정보다는 나노섬유에 대한 연구가 더 활발하다. 예를 들면, 장재혁 등의 “국내 자생 식물자원을 이용한 셀룰로오스 나노섬유의 제조 기술 개발”, 이선영 등의 “셀룰로오스 나노섬유의 제조 및 응용: 고강도 나노종이와 고분자복합필름” 등이 있다.

○ NCC의 응용연구는 나노복합수지에 대한 것이 주를 이루고 있지만, 재생 의료, 인공 피부와 연골, 창상 치료, 인공 혈관, 항균필름 등의 분야에서 광범위하게 수행되고 있다. 유망한 용도의 시판 제품 개발도 진행되고 있다. 특히 의료 분야는 최근에 개발되기 시작한 분야이며, 소량으로 고부가가치를 창출할 수 있으므로 국내 연구진이 관심을 기울여 추진해도 늦지 않은 분야라고 생각한다.

저자: L. Brinchi, F. Cotana, E. Fortunati, J.M. Kenny
자료유형: 학술정보