초록 |
지구상에서 셀룰로오스 다음으로 풍부한 리그닌은 식물체가 해면에서 육상으로 진화되면서 나타난 2차 대사산물로 모든 고등식물의 세포벽을 구성하는 성분이다. 일반적으로 리그닌은 페놀골격(C6)에 프로판(C3) 사슬이 결합된 3종의 전구물질(p-coumaryl, coniferyl, sinapylalcohol)이 에테르 결합과 다양한 탄소-탄소결합에 의해 형성된 천연 페놀고분자를 의미한다. 리그닌은 광합성 작용에 의해 식물이 생장하면서 매년 약 2 × 1010t 정도가 생성된다. 리그닌은 양적인 측면과 페놀구조라는 화학적 측면을 고려할 때, 원유정제공정에서 유래하는 페놀성 화학물질을 대체할 유일한 천연물질로서 그 잠재력을 높이 평가할 수 있다. 그러나 리그닌은 셀룰로오스나 단백질과는 달리 화학적 결합구조가 매우 복잡하여 정확한 화학구조나 분자량 분포가 아직까지 명확하게 밝혀지지 않았으며, 식물 세포벽에서 셀룰로오스와 물리화학적으로 긴밀하게 결합된 상태로 존재하기 때문에 순수한 상태의 분리, 정제는 매우 어렵다. 따라서 현재로서는 자원으로 활용 가능한 리그닌은 목질계 바이오매스의 화학펄핑 공정에서 발생하는 산업리그닌(technical lignin)이 유일하다. 리그닌의 주요 용도는 크게 세 가지로 나눌 수 있는데, 첫째, 다른 합성고분자의 혼합재료나 충진재료로 활용하는 방안, 둘째, 화학적 또는 미생물 분해에 의해 저분자 페놀소재원료로 활용하는 방안, 그리고 마지막으로 열화학적 변환에 의한 바이오연료로 활용하는 방안을 들 수 있다. 21세기에 접어들면서 화석자원의 고갈 우려, 환경에 대한 관심고조와 합성 플라스틱 활용에 대한 규제강화는 리그닌과 같은 친환경 대체소재에 더욱 주목할 것을 요구하는바, 리그닌 고분자에 대한 기초적 연구뿐만 아니라 활용 분야 및 용도에 관한 실용화 연구의 필요성이 강조될 것으로 기대된다. |