▲ 오지홀딩스와 미츠비시화학이 개발한 CNF 투명 시트(출처 : 후지산케이비지니스아이).

[프레그런스저널코리아 김주희 기자] 꿈의 소재로 불리는 셀룰로오스 나노섬유(CNF)의 실용화가 진행되고 있다고 10월 12일 산케이비즈가 보도했다.

식물로 만든 CNF는 환경부하가 적으며 철보다 가볍고 강하면서 다양한 기능을 갖춰 다양한 분야에서 활용이 기대된다.

산림자원이 풍부한 일본의 기업에 있어서는 원료 조달이 용이하다는 장점이 있다. 2030년에는 관련 시장이 1조엔에 달할 것으로 예측되기도 하는 가운데 제지회사 등이 연구개발과 용도의 개척을 가속화하고 있다.

CNF는 식물섬유를 화학적, 기계적으로 풀어낸 것이다. 섬유 1개의 직경은 나노에서 수 나노(1나노 = 10억분의 1)미터밖에 되지 않지만 철의 무게의 1/5로 가벼우면서도 강도는 5배나 더 높고 탄소섬유에 육박하는 성능을 갖추고 있다.

게다가 투명하고 열을 가해도 잘 팽창하지 않으며 화장품 등에 첨가하면 끈기를 낼 수도 있다. 이 때문에 화장품 외에도 소프트아이스크림 모양을 유지하거나 유리 대신 이용하는 등 다양한 이용이 가능하다.

특히 수지와 섞어 자동차 부품에 사용하면 한 대당 20킬로그램 경량화 할 수 있다.

이 분야의 연구로 세계를 선도하는 것은 일본이다. 지난 9월 29일에는 산림 분야의 노벨상이라 일컬어지는 ‘막스 발렌베리상(マルクス・バーレンベリ賞)’을 이소가이아키라(磯貝明) 도쿄대 교수 그룹의 일본인 연구자 3명이 수상했다.

특정 산화반응을 이용해 목재 섬유를 20분의 1 이하의 에너지로 나노 수준까지 풀어내는 방법을 발견한 것이 높이 평가됐다. 이런 가운데 특히 제지회사에서 실용화에 힘쓰고 있다.

일본제지(日本製紙)는 산하 일본제지 크레시아에서 CNF 시트를 넣은 서인용 기저귀를 1일 출시했다. CNF에 함유된 은나노 금속이온이 불쾌한 냄새를 흡착하는 구조로 소취 기능이 기존의 3배 향상됐다. CNF를 사용한 상품 발매는 세계 최초다.

 CNF는 종이의 원료인 펄프에서 만들어지기 때문에 관련 노하우를 보유한 제지회사가 유리한 입장에 있다. 일찍부터 이소 교수와 쿄토대학의 야노히로유키(矢野浩之) 교수와 연구에 착수해 상품화에 제일 먼저 도달하고자 노력중이다.

회사 관계자는 “우선 탈취 기능을 활용했다. 앞으로는 다른 특징도 살리면서 다양한 분야에 전파하고자 한다”고 의욕을 보였다.

오지홀딩스(王子ホールディングス)는 올해 3월 CNF를 사용한 투명 시트를 미츠비시화학(三菱化学)과 공동 개발했다. 고온 상태에서도 잘 수축되지 않으며 얇고 접을 수 있는 점 때문에 접거나 구부리는 형태의 차세대 디스플레이와 태양 전지에 사용할 수 있다.

2016년 이후에 실용화 할 계획이다. 더욱 지난 8월에는 화장품 원료를 다루는 닛코케미컬스(日光ケミカルズ)와 CNF를 사용한 새로운 원료의 개발에 합의했다.

제지 관련 대기업에서는 큐슈대학과 연구를 진행해온 츄에쯔펄프공업(中越パルプ工業)도 생산 증대를 계획하고 있으며 다이오제지(大王製紙)에서도 에히메대학과 포장재료 등에의 응용을 모색하고 있는 등 단숨에 대중화될 것 같은 분위기다.

무엇보다 CNF는 꿈의 소재로 불리는 만큼 기술적인 과제가 적지 않다. 예를 들어 수지와 CNF를 섞는 것은 물과 기름을 혼합하는 것 같아서 고도의 기술이 요구된다고 한다. 또 현재의 제조비용은 1kg 수천~1만엔으로 탄소섬유(3천엔)보다 높다.

그러나 가격은 양산 효과로 단번에 내릴 가능성이 있다. 실제로 2020년경에는 1천엔 정도까지 떨어질 것으로 예측되며 잠재적으로는 500엔 이하로 내릴 수도 있다고 한다.

이 기술은 일본 정부가 지난해 발표한 일본재흥전략연구촉진에 명기되는 등 CNF의 중요성은 널리 인식되기 시작하고 있다. 제지업체에게 있어서는 순풍이 부는 지금 꿈을 실현시키고 싶을 것이다.