원자력硏, 방사선 조사 생산 기능 우수 케 나 프 개발 경량 자동차, 친환경 데 크 등 고 부가 바이오 산업 소재 활용
셀 룰로 오 스 가 다량 함유된 신 품종 ‘원 청’ 한국원자력연구원
물만 잘 주면 농약 없이도 4m까지 쭉쭉 자랍니다. 한국원자력연구원 첨단 방사선 연구소(정 읍 분 원) 방사선육종연구센터 옆 노지 에는 30도를 훌쩍 넘긴 폭염 속에서도 수십cm에서 4m에 달하는 식물이 자라고 있다. 그 주인공은 바로 국산 신 품종 ‘케 나 프 다.
케 나 프(K e n a f, 양 마(洋麻))는 아프리카 원산의 1년생 나무 줄기가 없는 초본 식물로 3~5m까지 자라 긴 섬유를 대량으로 만들 수 있어 기능성 벽 지, 기능성 의류, 매트, 기름 흡착 제, 숯, 사료, 연료 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 또한 생 장이 빠르고 일반 수 목 보다 최고 5배 이상 이산화탄소를 잘 흡수해 탄소 중립에도 중요한 식물이다.
우리나라에서는 1960년대 가마니 제작 용으로 케 나 프를 수입해 재배 했지만 아열대나 열대 기후에서만 개화 하는 품종 특성 상 국내에서 씨앗을 수확하는 게 불가능해 재배를 계속하기 어려웠다. 이후 2000년대에 들어 친환경 소재가 주목 받기 시작했고, 한국원자력연구원은 케 나 프 육 종 연구를 시작했다.
케 나 프 목 분 데 크 시제품. 한국원자력연구원
한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 감마 선 조사를 통해 국내 최초로 케 나 프 신 품종 ‘장 대를 개발하고 2013년 품종 보호 권을 획득했다. 이후 생산성과 기능성을 더 높인 신 품종 ‘완 대’, ‘원 백’, ‘원 청’, ‘적 봉을 차례대로 개발했다.
‘장대’는 국내 기후 환경에서도 씨앗 수확을 가능하게 한 신 품종이다. ‘완 대는 생산성을 크게 증대 시킨 품종으로, 많은 양의 케 나 프를 수확할 수 있다. ‘원 백’과 ‘원 청’은 내 염 성이 우수해 염분이 많은 간척지에서도 대량 생 산이 가능하고, 해안가의 대기 중 이산화탄소 흡수에 큰 역할을 할 수 있다. 뛰어난 항 산 화 효능을 가진 안 토 시 아 닌 이 대량 함유된 ‘적 봉’은 고 기능성 섬유, 화장품, 항균 제품으로 개발 가능하다.
연구소는 개발한 품종에 전자 선을 조사해 목재플라스틱복합재(WP C, WoodPlasticComposite)와 같은 친환경 바이오 소재 개발에도 성공했다. 이 소재는 나무로 된 목 분을 30%~70%까지 함유한 친환경 소재이다.
케 나 프 플라스틱 시제품. 한국원자력연구원
케 나 프 는 셀 룰 로 오 스 필터, 고강도 경량 자동차 부품 소재, 목재 플라스틱 복합 재와 같은 친환경 소재 제품 개발에 매우 적합하나 국내에는 관련 제조 기술이 없었다. 하지만 2023년 첨단방사선연구소에서 ‘케 나 프 가 포함된 목재 복합 재 제조 용 조성물’, 이를 이용한 ‘목재 복합 재 및 제조 방 법을 특허로 출원해 기술력을 갖췄다.
연구진은 복합 재 제작을 위해 열을 가하면 형태를 자유롭게 바꿀 수 있는 ‘열 가 소성 수지’와 ‘완 대 분 말을 혼합한 후 이를 굳히기 위해 가열하는 과정에서 전자 선을 조사했다. 이때 혼합물의 분자 구조가 바뀌어 강도와 열 안 정성이 강화된 목재 플라스틱 복합 재가 탄생했다.
이 복합 재는 기존 화학적 소재를 사용한 제품 대비 가볍고 튼튼한 특징이 있고, 비용 또한 저렴하다. 또한, 산림을 벌채하지 않더라도 케 나 프 분말을 활용해 목재 소재를 만들 수 있어 친환경적이라 평가 받는다.
연구소는 기초 기술 개발부터 시작해 시제품 제작, 공인 시험까지 마쳤으며 앞으로 셀 롤로 오 스 고 함유 등 다양한 품종을 개발하고 이를 활용한 초 경량 화, 초 고강도 탄소 소재와 고 기능성 의료 용 신소재, 화장품, 마스크 팩, 기저귀 등 다양한 제품을 개발 중이다.
정 병 엽 첨단 방사선 연구소 정 병 엽 소장은 “첨단 방사선 기술로 친환경 제조 기술 개발에 박차를 가해 국가 탄소 중립에 기여할 것”이라고 밝혔다.
