[과학 공학] 화학 세특 주제 탐구 - 미세 플라스틱의 문제점과 바이오 플라스틱의 발전

[과학 공학] 화학 세특 주제 탐구

미세 플라스틱의 문제점과 바이오 플라스틱의 발전

 

안녕하세요. 대치동 미래인재 입시컨설팅입니다. 우리는 일상 생활에서 끊임없이 다양한 플라스틱 제품을 이용하고 있습니다. 우리가 사용하고 후에 버려지는 플라스틱 제품인 컵, 수저, 음료 용기 등은 작은 조각으로 분해됩니다.

플라스틱은 시간이 흐름에 따라 더 작은 조각으로 분해되어 지름이 5mm 이하인 미세 플라스틱으로 변모하며 바닷물에 떠다니게 됩니다. 해양 생물들이 이러한 미세 플라스틱을 섭취하면 다양한 질병이 발생하고, 결과적으로 전체 해양 생태계가 교란될 뿐만 아니라 해산물을 섭취하는 인간에게도 위협이 될 수 있습니다.

플라스틱이 분해되지 않는 문제로 인해 환경과 인간에게 위협이 존재하는 상황에서, 바이오 기술을 활용한 플라스틱 대안 및 미생물에 의해 수개월 또는 수년 이내에 완전히 분해되는 생분해성 플라스틱의 연구가 주목받고 있습니다.

오늘 대치동 미래인재 입시컨설팅에서는 과학 및 공학계열 전공을 희망하는 학생들을 위해 미세 플라스틱 문제점과 바이오 플라스틱의 발전에 대해 함께 알아보도록 하겠습니다. 

 

미세 플라스틱의 문제점

1. 해양 생태계 파괴

미세 플라스틱은 해양 생태계에 큰 위협을 줍니다. 해양 생물들이 미세 플라스틱 조각을 먹게 되면 이로 인해 소화기관이 막히거나 독성 물질이 흡수될 수 있습니다. 이는 생태계의 균형을 깨뜨리고, 종의 멸종으로 이어질 수 있습니다.

2. 환경 오염

미세 플라스틱은 물 속에서 오랜 시간 동안 남아 있게 되며, 이는 수면 위에 얇은 플라스틱 층을 형성하고 해양 생태계에 침입하여 다양한 동식물에게 해를 끼칩니다. 또한, 해양 플라스틱이 물 속에서 분해되면서 미세 플라스틱이 발생하는데, 이는 생태계 오염을 야기합니다.

3. 인간 건강 위협

해양 생물이 섭취한 미세 플라스틱은 인간이 소비하는 해산물로 돌아오고, 이를 통해 인간에게도 직간접적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 미세 플라스틱은 인간의 식품 연쇄에 들어가게 되어 건강에 해를 끼칠 수 있습니다.

4. 분해 지연

일반 플라스틱보다 더 작은 조각으로 분해되는 미세 플라스틱은 환경에서 오랜 기간 동안 남아있게 됩니다. 이는 특히 해양에서 발견되며, 분해되지 않은 플라스틱 조각들이 여러 해양 생물들과 함께 표면을 덮고 있습니다.

5. 생태계 교란

해양 생태계에 미세 플라스틱이 침입하면서 생태계의 균형이 깨집니다. 작은 생물들부터 큰 동물까지 모든 생물들이 미세 플라스틱에 노출될 수 있으며, 이는 생태계의 복잡한 네트워크를 파괴할 수 있습니다.

 

미세 플라스틱의 대안인 바이오 플라스틱

1. 재생 가능한 자원 사용

바이오 플라스틱은 대부분 재생 가능한 자원인 식물성 원료를 사용하여 제조됩니다. 이는 환경에 미치는 부담이 적고, 자원의 지속 가능성을 높입니다.

2. 생분해성

바이오 플라스틱은 자연 분해가 가능한 속성을 가지고 있어, 일반적인 플라스틱보다 빠르게 분해될 수 있습니다. 이는 환경 오염 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

3. 유연한 제조 방식

바이오 플라스틱은 다양한 제조 방식을 통해 다양한 형태의 제품을 만들 수 있습니다. 주입 성형, 압출 성형, 발포 성형 등 다양한 공정이 가능하여 다양한 용도에 활용될 수 있습니다.

4. 독성 감소

바이오 플라스틱은 일반적인 플라스틱에 비해 독성이 낮은 경우가 많습니다. 이는 인간 건강 및 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

5. 친환경적 소재

바이오 플라스틱은 생산 및 처분 과정에서 온실 가스 배출량을 줄일 수 있는 친환경적인 소재입니다. 이는 지구 온난화 및 기후 변화에 대한 대응에 기여할 수 있습니다.

6. 다양한 용도에 적합

바이오 플라스틱은 다양한 용도에 적합한 소재로 개발되고 있습니다. 식품 포장물, 플라스틱 용기, 생활용품 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다.

 

 

바이오 플라스틱의 화학적 특성

1. 생분해성

바이오 플라스틱은 자연 분해가 가능한 속성을 가지고 있어, 환경에 버려졌을 때 자연적인 과정을 통해 분해될 수 있습니다. 이는 일반적인 플라스틱에 비해 환경 오염을 줄이는 데 기여합니다.

2. 폴리머 구조

바이오 플라스틱은 주로 식물성 원료로부터 추출된 생분해성 폴리머로 구성되어 있습니다. 이러한 폴리머는 자연적으로 분해되는 속성을 가지고 있습니다.

3. 생산 방식

바이오 플라스틱은 바이오매스나 식물성 원료를 기반으로 하는 생산 공정을 통해 제조됩니다. 이러한 생산 방식은 환경에 미치는 영향을 최소화하고 친환경적인 소재를 생산하는 데 도움이 됩니다.

4. 유연성 및 내구성

바이오 플라스틱은 일반적인 플라스틱과 유사한 유연성과 내구성을 가지고 있습니다. 이는 다양한 용도로 활용될 수 있으며, 제품의 수명을 연장시키는 데 도움이 됩니다.

5. 독성

대부분의 바이오 플라스틱은 일반적인 플라스틱에 비해 독성이 낮은 경우가 많습니다. 이는 인간 건강 및 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

 

바이오 플라스틱의 적용 사례

1. 식품 포장물

바이오 플라스틱은 식품 포장물로 널리 사용되고 있습니다. 식품 포장용 컵, 용기, 랩 등에 활용되며, 생분해성과 독성이 낮은 특성으로 인해 환경과 안전에 도움이 됩니다.

2. 생활용품

바이오 플라스틱은 생활용품으로도 다양하게 활용됩니다. 일회용 칫솔, 플라스틱 가구, 생분해성 용기 등이 이에 해당합니다.

3. 의료용품

일부 의료용품에서도 바이오 플라스틱이 사용됩니다. 생분해성이 요구되는 의료용품이나 친환경적 소재가 필요한 분야에서 활용됩니다.

4. 농업 및 농업 부산물

농업 분야에서는 바이오 플라스틱이 비료 포장물이나 농작물 포장재 등으로 활용됩니다. 이는 재생 가능한 자원을 활용하여 농업 부산물의 생산 및 유통 과정에서 환경 부담을 줄이는 데 도움이 됩니다.

5. 자동차 및 운송수단 부품

일부 자동차 및 운송수단 부품에서도 바이오 플라스틱이 사용되고 있습니다. 내구성과 유연성이 요구되는 부품에 활용되며, 이는 자동차 산업에서 친환경 소재로서의 가치를 인정받고 있습니다.

 

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각 전공 분야마다 미세 플라스틱의 문제점과 바이오 플라스틱의 발전에 대한 관심과 적용 방향이 다르기 때문에, 학생들은 자신의 전공 관심사와 탐구 목표에 맞게 다양한 주제를 선택할 수 있습니다. 대치동 미래인재 입시컨설팅은 학생이 희망하는 과학 공학 계열 진로 방향에 따라 기하학 교과를 비롯한 다양한 교과별 세특 보고서, 주제 탐구 보고서, 수행평가 결과물, 동아리 활동 보고서, 그리고 진로 활동 보고서 등을 학생부 관리를 위한 1:1 컨설팅을 제공하고 있습니다. 

대치동 미래인재 입시컨설팅은 무료 컨설팅을 제공하며, 지역별 입시 설명회도 주최하고 있습니다. 관심 있는 학생과 학부모님은 아래 대치동 미래인재 입시컨설팅 이벤트 배너를 클릭하여 신청하시기 바랍니다. 우리아이의 대입 성공을 위해 최고의 입시 파트너를 찾아보세요 ^^!