한양대·부경대 공동연구팀, 해양 바이오매스 융합한 바나나 껍질 업사이클링으로‘고성능·스마트 비건가죽’ 개발

【서울 = 서울뉴스통신】 이민희 기자 = 한양대학교 유기나노공학과 엄영호 교수 연구팀이 부경대학교 김대석 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 해양 바이오매스를 결합하여 바나나 껍질 폐기물을 활용한 고성능·스마트 비건가죽 소재를 개발했다고 밝혔다.

이번 연구는 해양 유래 바이오매스와 농업 폐기물을 융합해 소재의 물성과 기능을 동시에 향상시키는 ‘물성-기능 동시 업사이클링(property-function co-upcycling)’ 전략을 제시했다는 점에서 주목된다.

전 세계적으로 연간 약 1억 톤 이상 발생하는 바나나 껍질은 대부분 폐기되거나 저부가가치 용도로 사용되고 있다. 연구팀은 이 같은 농업 폐기물을 고부가가치 소재로 전환하기 위해 해양 유래 다당류인 알지네이트와 키토산 나노휘스커를 결합한 복합 매트릭스를 설계했다.

이를 통해 기존 과일 기반 비건가죽의 한계로 지적돼 온 낮은 기계적 강도와 내구성 문제를 효과적으로 개선했다. 개발된 비건가죽은 탄성률 0.9 GPa, 인장강도 33 MPa의 우수한 기계적 특성을 나타냈으며, 반복 굽힘 및 피로 변형 시험에서도 균열 없이 구조적 안정성을 유지해 실제 가죽에 준하는 내구성을 입증했다.

연구팀은 여기에 온도 반응형 액정 엘라스토머(LCE)를 적층해 외부 온도 변화에 따라 스스로 형태가 변하는 ‘스마트 비건가죽’을 구현했다. 해당 소재는 30~80℃ 범위에서 가역적인 굽힘 변형을 보였으며, 환경 변화에 능동적으로 반응하는 친환경 액추에이터 소재로의 활용 가능성을 제시했다.

또한 이 비건가죽은 물 기반 탈가교 공정을 통해 완전 분해 및 재가공이 가능해 기존 합성가죽과 달리 재활용과 순환이 가능한 지속가능 소재로 평가된다. 연구팀은 지갑과 키링 등 시제품 제작을 통해 가공성과 실용화 가능성도 함께 확인했다.

엄영호 교수는 “농업 폐기물과 해양 바이오매스를 결합해 고성능과 기능성을 동시에 확보한 새로운 업사이클링 플랫폼을 제시했다”며 “친환경 패션 소재를 넘어 미래 모빌리티 내장재와 스마트 액추에이터 등 다양한 산업 분야로 확장될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 산업통상자원부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 화학공학 분야 국제 학술지 『Chemical Engineering Journal』에 (2026년 1월 30일) 게재됐다.

해당 논문 「Property-function co-upcycling of banana peel waste into robust, smart vegan leather enabled by marine biomass and liquid crystal elastomers」에는 한양대 김효정 박사과정생과 부경대 김진경 석사과정생이 공동 제1저자로, 한양대 엄영호 교수와 부경대 김대석 교수가 교신저자로 참여했다.