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리그닌

리그닌(lignin)은 식물 세포벽을 구성하는 주요 고분자 화합물 중 하나로, 셀룰로오스(cellulose), 헤미셀룰로오스(hemicellulose)와 함께 식물 세포벽의 3대 구성 성분으로 분류된다. 특히 목본식물(나무)의 목질부(wood)에 다량 존재하며, 식물 조직에 구조적 강도와 경도를 부여하는 핵심적인 역할을 한다.

어원 리그닌이라는 용어는 라틴어 "lignum"(목재, 나무를 의미)에서 유래하였다.

역사 리그닌은 19세기 초반 프랑스의 화학자 앙셀름 파옌(Anselm Payen)이 처음으로 발견하였으며, 이후 1933년 에르드만(Erdman)과 1957년 아들러(Adler) 등에 의해 구조 연구가 진행되었다.

화학적 특성 리그닌은 복잡한 3차원 구조를 가진 방향족 고분자(페놀성 고분자)이다. 페닐프로판(phenylpropane) 단위체들이 다양한 결합 방식으로 연결된 비정형적인(amorphous) 구조를 지닌다. 화학 구조식은 대략 C₈₁H₉₂O₂₈ 정도로 표현되며, 분자량은 약 1,500 이상에 이른다. 목재 내에서 셀룰로오스에 약 20~30% 정도의 비율로 존재한다.

생물학적 기능 리그닌은 식물 세포벽에 축적되어 세포 간 접착을 강화하고, 세포 분열이 멈춘 후 단단한 조직으로 전환되는 과정에 관여한다. 또한 수분 이동 통로인 물관부의 벽을 강화하고, 병원균의 침투에 대한 방어벽 역할을 수행한다. 리그닌은 육상 고등식물, 특히 관다발식물에서만 나타나는 성분으로 알려져 있다.

산업적 이용 리그닌은 제지 공정에서 펄프 제조 시 부산물로 대량 발생한다. 전통적으로는 연료로 소각되거나 소량만이 계면활성제, 분산제, 접착제 등의 원료로 활용되어 왔다. 최근에는 바이오매스 기반의 친환경 소재, 탄소 섬유, 바이오 플라스틱, 페놀 수지 대체재 등으로의 고부가가치 활용 연구가 활발히 진행되고 있다.

물리적 성질 리그닌은 일반적으로 갈색을 띠며 특유의 목재 향(woody odor)을 가진다. 녹는점은 약 154~162°C 범위로 보고된다.

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