환경운동가들을 기쁘게 하고 PVC 파이프를 재활용해 본 적이 있는 사람이라면 누구나 혼란스러워할 만한 움직임으로, 버지니아 공대 연구진이 폴리염화비닐(PVC) - 재활용하기 가장 악명 높은 플라스틱 중 하나 - 을 엔진 오일 및 기타 윤활유의 핵심 성분인 폴리알파올레핀으로 바꾸는 방법을 알아냈다.

8월 5일 네이처에 발표된 이 공정은 두 가지 문제를 동시에 해결한다: 플라스틱 폐기물 위기와 산업용 윤활유 생산의 환경 비용. PVC는 염소와 제조 과정에 따라 다양한 첨가제를 포함하고 있어 재활용이 악몽이며, 그래서 많은 양이 매립지로 향한다. 한편, 잔디 깎는 기계에서 제트 엔진에 이르기까지 모든 것에 사용되는 엔진 오일에 대한 세계의 끝없는 수요는 상당한 환경 피해를 수반한다. 그렇다면 한 문제를 다른 문제로 바꿔버리는 건 어떨까?

그 방법은 거의 무장해제시킬 만큼 간단하다: PVC(배관, 창문, 신용카드에 들어있는 것과 유사한)를 용매에 녹이고, 염화알루미늄과 알파 올레핀을 첨가하고, 화씨 158도로 3시간 동안 가열하면 - 짜잔 - 걸쭉하고 사용 가능한 윤활유가 완성된다. 요리와 같지만, 더 위험한 화학 물질이 들어간다.

"첫째, 우리는 플라스틱 폐기물로 고성능 윤활유를 만드는 것이 가능하다는 것을 증명했습니다. 둘째, 이러한 윤활유는 친환경적이며 시장의 새로운 지속 가능성 요구를 충족할 수 있습니다"라고 연구를 이끄는 화학자이자 화학 엔지니어인 Guoliang "Greg" Liu가 말했다.

이 프로젝트는 Liu 팀이 사이언스와 네이처 지속가능성에 발표한 이전 연구를 기반으로 하며, 다른 플라스틱 폐기물을 비누와 세제용 계면활성제로 전환했다. 그 성공 후, 그들은 PVC로 관심을 돌렸다. Liu가 애정을 담아 "삼총사"라고 부르는 팀에는 박사 과정 학생 Eric Munyaneza Nuwayo, 화학 대학원생 Connor S. Thompson, 1학년 대학원생 Abby Civiello가 포함되어 있다.

처음에 연구진은 PVC의 염소 원자를 다른 화학 그룹으로 대체하려고 시도했지만, 결과는 "부드럽고 약간 끈적거리는" 전혀 인상적이지 않은 것이었다. 그때 Liu에게 번뜩이는 아이디어가 떠올랐다: "이 폴리머가 너무 끈적하고 부드럽다면, 폴리머 사슬을 더 작은 조각으로 계속 분해하면 되지 않을까?" 이 전략의 전환은 돌파구로 이어졌다.

그들의 창작물을 검증하기 위해 팀은 텍사스 A&M 대학의 Ali Erdemir에게 샘플을 보내 테스트를 의뢰하고, 캘리포니아 공과대학의 William Goddard와 화학 계산을 공동으로 수행했으며, 버지니아 공대 동료 Xi Chen과 스케일업을 위한 경제 및 생산 모델을 연구했다.

연구진은 공정을 더 지속 가능하게 만들고 오일을 더 널리 보급하는 것을 목표로 한다. Liu가 말했듯이, "윤활유는 조용한 영웅입니다. 우리는 종종 그들의 존재를 인식하지 못하지만, 그들은 조용히 일하고 있습니다. 우리는 더 많은 사람들에게 다가가기 위해 더 큰 규모로 오일을 생산할 수 있기를 원합니다."

그러니 다음에 자동차 오일을 교체할 때, 신용카드로 전생을 살았을지도 모르는 PVC 파이프에게 감사하는 시간을 가져보세요. 윤활의 미래는 분명히 플라스틱적으로 보입니다.