미국인들은 평균적으로 1년 10개월에 한번 휴대전화를 교체하며 이 과정에서 연간 1억 5,000대의 휴대전화가 폐기된다.

세계보건기구(WHO)는 전자 제품의 재활용 및 폐기 공정 시에 사람의 몸이 노출되면 아무리 적은 접촉이라고 할지라도 건강에 위협이 될 수 있다고 보고한 바 있다.

하지만 최근 미국 연구진에 의해 생물 분해가 가능한 전자 기기 개발에 초석이 마련돼 큰 기대를 모으고 있다.

미국 미주리 대학(University of Missouri, MU) 소속의 연구진은 스크린 디스플레이(screen displays)에 유기 원소(organic components)를 적용함으로써 생물분해가 가능한 전자 기기를 생성하는 방법에 대한 기반을 마련했다고 밝혔다.

가까운 미래 전 세계 매립지에서 전자 기기 폐기물(electronic waste)을 감축하는데 획기적인 방안을 제공하게 될 전망이다.

특히 현재까지도 휴대전화를 비롯한 많은 전자 기기가 생물 분해되지 않으며, 폐기될 때 상당한 폐기물을 생성한다. 이에따라 빠른 속도로 확산되는 휴대폰 폐기처분에 대한 대안이 될 것으로 보인다.

연구진은 “유기 전자 기기에서 생물분해가 가능한 활성층(biodegradable active layer)을 처음으로 생성했다 ”며 “이는 완전한 생물 분해성(biodegradability)을 달성할 수 있다는 것을 의미한다”고 밝혔다.

연구진은 또 “펩티드 혹은 단백질을 이용해 청색 발광 고분자(blue lightemitting polymer)와 결합할 때 디스플레이에 사용될 수 있는 구조를 증명할 수 있었다”고 말했다.

연구진은 또 펩티드 나노 구조를 이용해 보다 적은 양의 고분자를 사용할 수 있었다. 동일한 청색광을 생성하는데 더 적은 양의 고분자를 사용한다는 것은 생성된 나노 복합체가 약 85%에 이르는 생물 분해성을 달성한다는 것을 의미한다.

브라질 Federal UFABC(University of ABC) 소속의 연구진과 협력해 스크린에 사용될 수 있는 유기 구조를 개발한 석사 과정 학생 구하(Guha)는 “나노재료와 유기 반도체를 결합시켜 디스플레이를 위해 필요한 청색광을 생성할 수 있었다”고 전했다.

이 연구는 폴리플로렌(polyfluorene)계의 청색 발광 전도성 고분자를 가지는 디페닐알라닌diphenylalanine) 기반의 마이크로·나노 구조의 기능에 대해 보여주고 있다. 폴리플로렌과 디페닐알라닌 고분자 나노 복합체는 액체-증기 상 방법(liquid-vapor phase method)에 의해 합성된다.

본 연구엔 미주리 대학 소속 연구진 외에도 UFABC 초분자화학과 교수, 상파울로 연방 대학(Federal University of Sao Paulo) 물리학과 교수 등이 참여했다.

연구 성과는 재료 분야 국제 학술지 어드밴스드 머터리얼스 인터페이스(Advanced Materials Interfaces)에 최근 게재됐다.