매사추세츠주 애머스트 – 매사추세츠 애머스트 대학교와 노스 텍사스 대학교가 공동으로 주도한 이 새로운 연구는 가정과 사무실의 목재가 어떻게 인간의 건강에 해가 되는 강력한 발암 물질인 폼알데히드를 방출할 수 있는지에 대해 설명한다. 최근 녹색화학지에 발표한 연구 결과는 폼알데히드로 인한 피해를 완화하는 효과적이고 저렴한 방법으로 팀이 출원한 솔루션이다.

폼알데히드는 무색, 무취의 기체이며 강력한 발암물질이다. 낮은 노출 수준조차도 일부 유형의 암 및 백혈병과 관련이 있다.

파티클보드에서 커튼, 카페트에 이르기까지 제조된 특정 가정용품이 생활공간으로 폼알데히드를 방출할 수 있다는 것은 오랫동안 알려져 왔다. 목재 자체도 폼알데히드를 방출할 수 있으며, 고온에서의 목재 가공은 많은 양의 화학물질을 방출하는 것으로 알려져 있다.

그러나 우리 집의 목재 가구와 목공품을 비롯한 목재는 실온에서도 낮은 수준의 폼알데히드를 방출할 수 있다. 논문의 선임 저자이자 애머스트 대학의 미생물학 교수인 배리 구델은 “이렇듯 낮은 수준으로 폼알데히드를 방출할 수 있다는 것은 알고 있었던 사실이지만, 그 폼알데히드가 어떻게 생성되는지 지금까지 실제로는 아무도 몰랐다.”라고 말했다. 핵심은 저자가 “리그닌 매개 펜톤 반응”으로 기술한 화학적 현상이다.

목재의 경우 다음과 같이 작동한다. 목재의 “목질성”(강성과 뻣뻣함)은 단단한 세포 벽을 생성하는 리그닌이라는 물질 때문이다. 나무는 토양에서 자라기 때문에 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나인 미량의 철을 지속적으로 흡수하며, 이 철은 나무에 남아 있다. 그런 다음 톱이나 대패와 같은 철이 들어 있는 도구를 사용하여 나무를 절삭해 목재로 만들 때 훨씬 더 많은 철입자가 나무 표면으로 유입된다. 그런 다음 리그닌은 철을 변형시켜 일종의 반응성 철을 형성한다. 반응성이 높은 이 철이 공기와 만나 부식성 산소 라디칼을 형성한 다음 리그닌과 결합하여 폼알데히드를 형성한다. 이 폼알데히드는 목재에서 공기와 폐로 스며든다.

이 발견은 상온에서 목재와 목재 표면에서 폼알데히드가 생성되는 방식에 대한 우리의 이해에서 과학적 돌파구를 나타낸다.

하지만 그게 다가 아니다. 구델은 “이 리그닌 매개 펜톤 반응이 어떻게 작용하고 나무에서 어떻게 작용하는지 이해하고 나면 반응이 발생하지 않도록 하는 방법에 대해 추측할 수 있었다.”라고 말한다. 신선도를 유지하기 위해 시리얼에서 흔히 발견되는 산화 방지제는 산소 라디칼 생성을 차단할 수 있으며, 철분을 묶고 식품에서도 흔히 발견되는 단순한 “킬레이터”는 철분이 주변 환경과 반응하는 것을 방지할 수 있다.

밝혀진 바와 같이, 팀의 실험 작업은 이러한 식품에 안전한 화합물로 그들의 발견을 검증했으며, 이러한 성분은 구델과 그의 노쓰 텍사스 학 동료이자 공동 저자인 쉘던 쉬가 최근에 제출한 특허다. 이러한 항산화제와 킬레이트제를 목재와 혼합하거나, 경우에 따라 목재 표면에 분무함으로써 연구자들은 폼알데히드 방출을 완화하고 안전한 수준으로 낮출 수 있음을 보여주었다.

상업용 목재 기반 제품에서도 폼알데히드 완화가 가능할 수 있다. 쉬(Shi)는 “이 발명은 간단하고 저렴하며 기존 목재 가공 라인에 쉽게 적용돼 고품질의 환경 친화적인 목재 제품을 생산할 수 있습니다.”라고 말했다. “우리가 개발한 폼알데히드 제어 방법은 집에서도 안전하게 사용할 수 있어야 집주인이 집 안의 공기질 개선 시스템을 쉽게 사용할 수 있다.”

Goodell과 Shi는 목재 및 목재 기반 제품 에서 발생하는 폼알데히드를 줄이고 가정과 직장에서 사용할 수 있는 제품을 개발하여 이러한 환경에서 제품에서 방출되는 폼알데히드를 완화하는 데 관심이 있는 협력 업체를 찾고 있다. /출처: umass.edu