미래 목질계 나노바이오소재의 활용

본 내용은 " 미래목질계 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.04.13

문서 내 토픽

• 1. 나노바이오소재

  나노바이오소재는 인체 조직이나 기관의 기능을 치료, 보강, 대치 또는 회복시키는데 사용하는 바이오 소재에 나노 기술을 접목한 융·복합 소재입니다. 나노기술을 통해 새로운 물리적·화학적·생물학적 특성을 가진 소재를 만들어낼 수 있으며, 로봇, 센서, 항생·항암제, 백신과 신약, 기능성 화장품, 인공감각, 인공장기 및 조직 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다.

• 2. 셀룰로오스 나노섬유

  셀룰로오스 분자가 사슬을 형성하여 원섬유(fibril)로 존재하며, 이것이 쌓여 미세섬유가 되고 미세섬유가 모여 섬유를 이룹니다. 원섬유에는 결정구조와 비결정구조가 있는데, 결정구조를 추출하여 나노결정 셀룰로오스를 만들 수 있습니다. 나노결정 셀룰로오스는 나노복합체의 충전제로 사용되어 기계적 및 차단성 성질을 개선할 수 있으며, 광학적 성질, 생의학적 응용, 주형 등 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.

• 3. 목질 바이오매스 에너지 전환

  목질 바이오매스 자원은 주로 옥수수나 사탕수수에서 에탄올, 바이오디젤 등을 얻는 방식, 목재를 연료 형태의 팰릿 등으로 가공해 활용하는 방식, 바이오 에너지 생산 과정에서 나온 폐기물을 재활용하는 방식으로 활용되고 있습니다. 하지만 식용 작물을 바이오매스 에너지원으로 사용하면 산림폐잔재가 남게 되므로, 이를 적극적으로 수집하여 활용하는 것이 중요합니다. 또한 목질 바이오매스 에너지를 활용할 수 있는 장치와 에너지 시스템을 보급하는 것이 필요합니다.

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• 1. 나노바이오소재

  나노바이오소재는 생명과학과 나노기술의 융합을 통해 개발된 혁신적인 소재입니다. 이 소재는 생체적합성, 생분해성, 기능성 등의 장점을 가지고 있어 의료, 제약, 화장품 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 특히 약물 전달 시스템, 조직 공학, 바이오센서 등의 응용 분야에서 큰 잠재력을 보이고 있습니다. 하지만 아직 대량 생산과 상용화를 위한 기술적 과제가 남아있어 지속적인 연구개발이 필요할 것으로 보입니다. 또한 나노소재의 안전성 및 환경영향에 대한 우려도 해결해야 할 과제입니다. 이러한 도전과제를 극복한다면 나노바이오소재는 인류 건강과 삶의 질 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

• 2. 셀룰로오스 나노섬유

  셀룰로오스 나노섬유는 목재, 농업 부산물 등 재생 가능한 천연 자원으로부터 추출된 초미세 섬유로, 우수한 기계적 강도, 열적 안정성, 생분해성 등의 특성을 가지고 있습니다. 이러한 장점으로 인해 셀룰로오스 나노섬유는 종이, 플라스틱, 섬유, 복합재료 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 차세대 소재로 주목받고 있습니다. 특히 화석연료 기반 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 소재로서의 역할이 기대됩니다. 하지만 아직 대량 생산 기술의 한계, 높은 제조 비용, 표준화 및 규제 미비 등의 과제가 남아있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 정부와 기업, 연구기관의 지속적인 투자와 협력이 필요할 것으로 보입니다. 셀룰로오스 나노섬유의 상용화가 이루어진다면 지속 가능한 사회 구현에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.

• 3. 목질 바이오매스 에너지 전환

  목질 바이오매스는 목재, 농업 부산물 등 식물 유래 유기물을 의미하며, 이를 활용한 에너지 전환 기술은 화석연료 의존도를 낮추고 온실가스 배출을 감축할 수 있는 친환경적인 대안으로 주목받고 있습니다. 목질 바이오매스는 연소, 가스화, 액화 등 다양한 방식으로 열, 전기, 연료 등의 형태로 전환될 수 있습니다. 특히 바이오 리파이너리 기술을 통해 바이오 연료, 화학원료, 바이오 플라스틱 등 다양한 부가가치 제품을 생산할 수 있어 주목받고 있습니다. 그러나 아직 기술적, 경제적 한계로 인해 상용화가 더딘 편이며, 지속가능성 확보를 위한 환경영향 평가와 정책적 지원이 필요한 상황입니다. 목질 바이오매스 에너지 전환 기술이 발전한다면 화석연료 의존도를 낮추고 탄소중립 사회 실현에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.