바다 미세플라스틱을 재활용한 해양 구조물 보호 코팅 기술

해양 생태계는 인간이 배출한 플라스틱 쓰레기로 인해 심각한 위기에 직면해 있다. 특히 눈에 보이지 않는 바다 미세플라스틱은 해양 오염의 주범으로 떠오르며, 물고기와 조류, 해양 포유류뿐 아니라 인간의 식생활에도 영향을 미치고 있다. 이러한 미세플라스틱은 완전한 제거가 어려워 근본적인 해결책이 필요하다. 최근 연구자들은 폐플라스틱을 단순히 수거하는 것을 넘어, 이를 산업적 자원으로 재활용하는 기술에 주목하고 있다. 그중에서도 주목할 만한 혁신이 바로 미세플라스틱을 활용한 해양 구조물 보호 코팅 기술이다.

 

이 기술은 바다에서 회수된 미세플라스틱을 정제하여, 방오(防汚) 및 부식 방지를 위한 기능성 코팅재로 재가공하는 방법이다. 바다 속 구조물은 염분, 조류, 미생물에 지속적으로 노출되기 때문에 부식과 손상이 빠르게 진행된다. 그러나 미세플라스틱을 원료로 한 친환경 코팅층은 내식성과 내오염성이 높아, 구조물의 수명을 연장시키고 유지관리 비용을 절감할 수 있다. 본 글에서는 이 기술의 개발 원리, 실험적 성능 분석, 환경적 효과, 그리고 향후 산업적 가능성까지 단계적으로 살펴본다.

 

미세플라스틱 재활용 원리와 코팅 기술 개발 과정

연구진은 바다에서 수거된 미세플라스틱을 활용하기 위해 먼저 세척, 분리, 미세분쇄 과정을 거친다. 미세플라스틱은 대부분 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 계열로 구성되어 있으며, 이들은 내수성과 내화학성이 우수하다. 이를 미세 입자 형태로 분쇄한 뒤, 특수한 수지 바인더와 결합시켜 해양 구조물 표면에 코팅할 수 있는 점착성 소재로 전환한다.

 

이 과정에서 핵심은 입자 분산성과 표면 에너지 제어이다. 미세플라스틱 입자의 크기를 10~50μm 수준으로 균질화하고, 플라즈마 처리나 화학적 표면 개질을 통해 금속이나 콘크리트 표면에 부착력을 강화한다. 이후 용매형 또는 수성 형태의 코팅재로 제조하여 시공에 적용할 수 있다. 이러한 코팅층은 염분 침투를 차단하고, 조류 및 미생물 부착을 억제하는 방오 기능을 동시에 수행한다. 특히 연구진은 해수 내 장기 안정성을 확보하기 위해, 미세플라스틱과 실리콘 수지를 복합화한 하이브리드 코팅재를 개발했다. 이 복합 코팅층은 유연하면서도 내충격성이 뛰어나, 파도와 조류의 지속적인 마찰에도 손상되지 않는다. 그 결과, 미세플라스틱은 오염원이 아니라 기능성 재료로 전환된 순환 자원으로서의 가치를 얻게 되었다.

 

 

해양 구조물 보호를 위한 내식성·내오염성 실험 결과

연구진은 실제 해양 환경과 유사한 조건에서 코팅 성능을 검증하기 위한 실험을 진행했다. 실험은 염수 분무 시험(Salt Spray Test)과 해수 침적 시험(Immersion Test)으로 구성되었으며, 코팅된 철판과 비코팅 철판을 각각 500시간 동안 노출시켜 부식 정도를 비교했다. 그 결과, 미세플라스틱 기반 코팅층을 적용한 시편은 부식 면적이 약 90% 이상 감소했고, 표면 산화 반응도 크게 억제되었다.

 

내오염성 측면에서도 긍정적인 결과가 확인되었다. 조류, 해조류, 박테리아가 코팅 표면에 부착되는 정도를 30일간 관찰한 결과, 기존 에폭시계 코팅 대비 부착률이 25~40% 감소했다. 미세플라스틱의 낮은 표면 에너지 덕분에 생물 부착이 어려워졌기 때문이다. 또한 주사전자현미경(SEM) 분석을 통해 확인된 코팅층의 미세 구조는 균열이 거의 없고, 치밀한 분산 구조를 보여 안정적인 장기 내구성을 입증했다.

 

이러한 실험 결과는 바다 미세플라스틱이 해양 구조물의 내식성 강화와 오염 저감에 효과적인 재료임을 증명한다. 특히 방파제, 해상풍력 기초부, 항만 기둥 등 염분에 노출되는 구조물에 적용할 경우, 유지보수 주기를 획기적으로 줄일 수 있다. 이 기술은 해양 인프라 관리 비용 절감뿐 아니라, 폐기 플라스틱 문제를 동시에 해결하는 ‘이중 효과 기술’로 평가된다.

 

 

해양 환경 보호와 산업적 활용 가능성

바다 미세플라스틱 재활용 코팅 기술은 단순한 소재 개발을 넘어 해양 생태계 복원과 산업 지속성 확보라는 두 가지 목표를 동시에 실현할 수 있다. 현재 전 세계 해양에는 약 1억 5천만 톤 이상의 플라스틱이 존재하며, 매년 1,200만 톤이 새로 유입되고 있다. 이 중 상당 부분이 미세플라스틱으로 분해되어 생태계에 심각한 피해를 준다. 따라서 수거된 미세플라스틱을 산업적 원료로 전환하는 것은 오염을 줄이는 동시에, 새로운 자원 순환 구조를 창출하는 혁신적 시도라 할 수 있다.

 

산업적으로는 항만, 해상 플랜트, 부유식 태양광 구조물, 해양 어항시설 등 다양한 분야에서 이 기술의 적용이 기대된다. 코팅 공정은 기존 설비를 그대로 활용할 수 있어 도입 비용이 낮고, 유지보수 효율이 높다. 또한 수성 기반 제조가 가능하기 때문에 유해 용제를 최소화하며, 작업자 안전성 측면에서도 우수하다.

 

환경적 측면에서도 의미가 크다. 미세플라스틱을 단순히 처리하지 않고 재활용 자원으로 활용함으로써 해양 쓰레기 감축 효과를 거둘 수 있고, 기존 합성수지 생산에 필요한 원유 사용량을 감소시킨다. 이로 인해 탄소 배출 저감 효과까지 기대할 수 있다. 결과적으로, 바다 미세플라스틱 재활용 코팅 기술은 환경 보호와 산업 효율을 동시에 달성하는 지속 가능한 해양 기술의 핵심 솔루션으로 자리 잡고 있다.