경희대와 서강대 공동연구팀이 나무 성분과 미생물이 만든 바이오플라스틱을 활용해 강도와 유연성을 함께 높인 폴리우레탄 고무를 개발했다.

경희대는 화학공학과 이은열 교수 연구팀이 서강대 화공생명공학과 박제영 교수 연구팀과 함께 이 같은 연구 성과를 냈다고 밝혔다. 폴리우레탄 고무는 자동차 부품과 산업용 타이어 등에 쓰이는 탄성 소재다.

경희대 화학공학과 이은열 교수 연구팀과 서강대 화공생명공학과 박제영 교수 연구팀이 개발한 고성능 폴리우레탄 시작품. 경희대 제공

폴리우레탄은 주로 석유를 원료로 만든다. 이를 바이오 원료로 대체하려는 연구가 이어져 왔지만, 원료 한 가지만 사용하면 재료가 고르게 섞이지 않거나 뻣뻣해져 성능과 가공성이 떨어지는 한계가 있었다.

연구팀은 나무 성분인 ‘리그닌’과 미생물이 생산하는 생분해성 바이오플라스틱 ‘PHB’를 함께 활용했다. 두 원료를 가공해 폴리우레탄의 분자 구조에 화학적으로 결합하는 방식이다. 리그닌은 강도와 열에 견디는 성능을 높이고, PHB 성분은 재료가 고르게 섞이도록 도와 유연성을 보완한다.

두 원료의 비율을 조절해 만든 소재는 기존 순수 폴리우레탄보다 잡아당기는 힘에 버티는 강도가 약 4배 높았다. 끊어질 때까지 늘어나는 정도를 나타내는 신율은 약 280%였다. 열분해가 시작되는 온도도 기존 159도에서 260도로 높아졌다.

연구팀은 성질이 다른 두 바이오 원료를 분자 단위에서 결합해 강도와 유연성을 동시에 확보했다는 데 의미가 있다고 설명했다. 앞으로 자동차 부품과 의료 장비 등 고성능 탄성 소재가 필요한 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 ‘C1 가스 리파이너리 밸류업 사업’ 지원으로 진행됐다. 연구 결과는 국제학술지 ‘인터내셔널 저널 오브 바이오로지컬 매크로몰레큘스’ 2026년 10월호에 실렸다.