최근 미국, 핀란드, 스웨덴, 노르웨이, 일본 등 임업선진국에서 국가의 적극적 재정지원을 바탕으로 한 나노셀룰로오스 응용연구가 활발히 진행되고 있다.

나무 성분의 40∼50%를 차지하는 셀룰로오스는 지구상에 가장 많이 분포하는 바이오고분자이다. 셀룰로오스 나노섬유는 나노복합재료, 전기·전자재료, 생체의학재료 등 첨단 신소재 개발에 이용된다.

국립산림과학원(원장 윤영균)은 이런 요구를 반영해 2007년부터 목질계 바이오매스를 활용한 기능성 첨단신소재 개발 연구를 이어왔고, 현 세계적 추세와 전망을 살피고자 지난 20일, 임산공학회의실에서 ‘나노셀룰로오스의 연구동향과 전망’을 주제로 한 세미나를 개최했다.

세계적 석학인 미국 노스케롤라이나 주립대학의 올란도 로하스 교수가 참석한 가운데 열린 이 행사는 관련 분야 전문가들의 발표 및 열띤 논의를 중심으로 진행됐다.

세미나에서는 재생가능한 천연 고분자로서 셀룰로오스 나노섬유가 지닌 기능적 우수성과 활용의 다양성 등이 언급됐다.

셀룰로오스 나노섬유는 강도와 탄성계수가 높고 표면적·치수안정성·열안정성·생분해성과 생체적합성이 매우 우수해서 바이오에탄올 제조, 생체활성이 높은 재료, 고강도의 하이드로젤과 에어로젤, 유기-무기 하이브리드 재료, 나노복합재료, 나노종이 및 전도성 필름 등에 널리 응용될 수 있다. 생체활성제로 셀룰로오스 나노섬유를 이용하면 의학용, 단백질 정제, 면역학적 검정, 면역센서 등에 다양하게 이용 가능하다.

또한 미생물인 글루콘아세토박터(gluconacetobacter)를 배양시켜 얻는 박테리아 셀룰로오스는 상처치료용 필름, 골 보강재, 연골과 혈관 조직 지지체, 나노복합재료로 활용되며, 셀룰로오스를 산가수분해하여 얻는 셀룰로오스 나노크리스탈은 코팅재, 압전체 소재 및 나노복합재료 보강재로 쓸 수 있다.

로하스 교수는 이날 발표에서 “현재 전 세계적으로 나노셀룰로오스에 대한 수요 및 공급이 크게 증가하고 있고, 새로운 첨단소재와 관련된 기초·응용연구들이 많은 성과를 거두고 있어서 그 전망이 밝다”고 말했다.  

국립산림과학원 목재가공과 이선영 박사는 “나노셀룰로오스 연구를 지속적으로 발전시켜 리튬이온전지 양극·음극집전체 개발뿐만 아니라 의공학 신소재와 에어로젤을 이용한 나노복합소재 개발 시대를 열겠다”고 포부를 밝혔다.

한편, 국립산림과학원은 지난해 세계 최초로 나무에서 추출한 다공성 셀룰로오스 나노섬유로 리튬이온전지 분리막을 제조하는 데 성공해 그 기술을 인정받은 바 있다.