오염 없는 플라스틱 제조 기술 개발

오염 없는 플라스틱 제조 기술 개발

 

국내 연구진이 미생물을 이용해 플라스틱을 생산하고, 분해 재활용까지 할 수 있는 친환경 기술을 개발했다. 이 기술이 상용화될 경우, 플라스틱 생산 비용을 크게 낮추고, 최근 심각해지고 있는 해양 플라스틱 오염 문제도 개선할 수 있을 전망이다. 현재는 원유를 화학 처리해 플라스틱을 생산하고, 다 쓴 플라스틱은 매립 소각하거나 화 학 물질을 이용해 분해하기 때문에 생산과 폐기 과정에서 심각한 환경 오염이 발생한다.

 

한국 과학 기술원(KAIST) 생명 화학 공학과 특훈 이상엽 교수는 "유전자를 변형한 대장균에 폐목재를 먹이로 줘 플라스틱 원료를 만들고, 세균이 생산한 단백질 효소로 플라스틱을 분해하는 기술을 각각 개발했다"고 2018년 01월 31일 밝혔다. 이상엽 교수는 미생물을 이용한 플라스틱 생산과 분해 기술 연구 논문을 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스' 2018년 01월 08일. 26일자에 각각 발표했다.

 

이상엽 교수는 미생물이 각종 화학 물질 생산에 최적화하도록 유전자를 바꾸는 이른바 '시스템 대사 공학'을 창시한 생명공학 권위자이다. 이상엽 교수는 박시재 이화 여대 교수와 공동으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 플라스틱 원료 생산에 최적의 능력을 갖춘 미생물 유전자를 발견해서 대장균 DNA에 집어넣었다. 연구진은 이 대장균을 폐목재에서 추출한 포도당 용액에 넣고, 72시간 동안 배양해 배양액 1리터당 13.9g의 플라스틱 원료를 생산하는 데 성공했다고 설명했다. 이렇게 생산한 원료는 음료수병을 만드는 PET (PolyEthylene Terephthalate) 등을 생산할 수 있다.

 

또한, 이상엽 교수는 김경진 경북대 생명 과학부 교수와 공동 연구로 플라스틱을 분해하는 새로운 효소 개발에도 성공했다. 연구진은 PET를 분해하는 미생물로 알려진 '이데오넬라 사카이엔시스'(Ideonella Sakaiensis)를 활용했다.

 

연구진은 컴퓨터 시뮬레이션으로 효소의 아미노산을 하나씩 바꾸면서 분해 효율을 조사했다. 이 방식으로 가장 높은 효율을 가진 효소를 실험실에서 합성해 플라스틱에 처리했다. 연구진은 플라스틱을 36시간 동안 효소로 처리한 결과, 기존 분해 효소 보다 32.4% 가량 분해 능력이 높은 것으로 나타났다고 설명했다. 이상엽 교수는 "이번 연구는 미생물로 플라스틱을 만들고, 미생물로 분해하는 기술이기 때문에 환경 오염이 거의 없는 친환경 바이오 플라스틱 산업으로 육성할 수 있다"고 말했다.