최근 환경 호르몬을 함유한 매트리스 때문에 침구뿐만 아니라 벽지와 바닥재도 친환경 소재인지, 인체에는 무해한지 꼼꼼하게 따져보고 고르게 되는데요. 이러한 추세를 반영한 듯 환경 호르몬 등 유해물질이 전혀 없는 친환경 제품부터 실내 유해물질을 제거해주거나 화재가 났을 때 이를 알려주는 ‘스마트한 제품까지 우리의 건강과 안전을 지켜주기 위해 벽지도 진화하고 있습니다. 벽지 하나만 바꿔줘도 실내 공기 질은 물론이고 화재 예방까지 된다니 신기한 따름입니다. 이처럼 똑똑한 벽지 속에 숨은 화학기술을 살펴보도록 하겠습니다.

◆유해물질 없애주는 벽지기술의 핵심 광촉매


집안 공기 중에는 건축자재나 벽지에서 나오는 유해성분들이 떠다니는데요. 지금 소개하는 벽지는 공기 중 유해물질을 줄여 줍니다. 이 벽지 표면에 광촉매인 이산화티탄(TIO₂) 소재를 코팅했는데요. 이산화티탄은 햇빛이나 형광등의 불빛을 받으면 산소 음이온(O²-)을 발생시키는 반도체 물질입니다.

광촉매 반응 원리. 출처=선한엠엔티 홈페이지

이 음이온은 실내 공기 중에 있는 휘발성 유기화합물(VOC)이나 포름알데히드(HCHO) 등의 유해물질들과 닿으면 수분(H₂O)으로 바뀌면서 이들 물질을 분해해줍니다. 한국건자재시험연구원 실험 결과 유해물질 제거 벽지는 40여분 만에 실내 공기 중 유해물질의 농도를 25% 정도 낮추는 것으로 조사됐습니다.

◆화재경보 울려주는 나노 그래핀

‘스마트’ 벽지의 구조. 출처=상하이규산염연구소(Shanghai Institute of Ceramics)

중국 과학원 산하 상하이규산염연구소에서는 최근 화재가 발생하면 자동으로 경보를 울려주는 ‘스마트’ 벽지를 개발했는데요. 이 실내 벽지는 기다란 인회석 나노전극소재(HNs·Hydroxyapatite Nanowires)와 산화그래핀(GO·Graphene Oxide) 기반의 내화성 무기 종이 형태로 제작된 화재 경보용 제품입니다. 실온에서는 GO 열 응력 센서가 전기적으로 절연 상태에 있지만, 고온에서는 전도성을 가지게 됩니다.

‘스마트’ 벽지의 화재경보 원리. 출처=상하이규산염연구소

화재 시 고온으로 올라가면 GO 그룹에 포함된 산소 함유 원자단을 빠르게 제거하여 구조화학적으로 전기 절연 상태에서 전도성 상태로 전환하는 과정이 이어집니다. 이렇게 하면 GO 열적 센서에 연결된 알람 램프와 버저가 비상 조치를 취하도록 즉시 경보를 보내게 되는 원리입니다. 스마트 화재 경보용 벽지는 여러 모양과 색상으로 가공될 수 있어 앞으로 가정과 산업에서 다양하게 활용될 것으로 보입니다.

◆환경 호르몬 없는 친환경 벽지기술 ‘에코데치’(ECO-DEHCH)


벽지의 원료가 되는 PVC(폴리염화비닐)를 가공할 때 사용되는 환경 호르몬 물질인 프탈레이트 가소제 성분이 전혀 없는 친환경 제품이 나왔는데요. 바로 ‘프탈레이트 프리(Free)’ 가소제인 ‘에코데치’(ECO-DEHCH)를 적용한 기술 덕분입니다. 프탈레이트계의 일반 가소제는 일반적으로 새집 증후군으로 알고 있는 냄새를 풍기는데요. 한화케미칼은 국내 최초로 8년간의 연구 끝에 기존 친환경 가소제로 알려진 DOP(디옥틸테레프탈레이트) 가소제에 수소 첨가 기술을 적용해 프탈레이트 계열 성분을 완전히 제거한 프리미엄 친환경 가소제를 개발하는 데 성공했습니다.

한화케미칼 에코데치가 적용된 벽지.

에코데치는 식품 포장용 랩과 음료수 병뚜껑 소재, 어린이용 장난감 등에서 미국 식품의약국(FDA)과 위생안전기구(NSF), 유럽연합(EU) 화학물질 규제 기준(REACH) 테스트를 통과해 앞으로 벽지뿐만 아니라 우리 생활 속 다양한 제품에 적용될 예정인데요. 기존의 석유화학 제품이나 기술에 안주하지 않고 지속가능한 미래를 위해 끊임없이 연구·개발(R&D)에 매진하고 있는 한화케미칼에 많은 응원을 부탁합니다.

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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