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플라스틱도 미생물로 발효해서 만든다

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2017년 06월 04일 18:00 프린트하기

발효를 이용한 플라스틱 제조 기법. 연구진은 인체에 무해한 미생물을 이용해 파라자일렌(pX)를 페트병 등의 주 원료인 테레프탈산(TPA)으로 합성하는 데 성공했다. - KAIST 제공
발효를 이용한 플라스틱 제조 기법. 연구진은 인체에 무해한 미생물을 이용해 파라자일렌(pX)를 페트병 등의 주 원료인 테레프탈산(TPA)으로 합성하는 데 성공했다. - KAIST 제공

김치가 익듯이 발효로 폴리에스터 섬유, 페트(PET) 병 등 플라스틱 소재를 제작하는 기법이 개발됐다. 김치의 발효에 유산균이 있다면, 플라스틱의 발효엔 인체에 무해한 미생물이 쓰인다.

 

이상엽 한국과학기술원(KAIST) 교수팀은 세계 최초로 미생물을 이용해 친환경적으로 플라스틱을 합성하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.
 

섬유에서 페트병, 자동차 부품까지 다양하게 사용되는 플라스틱의 주 원료는 ‘테레프탈산’이다. 현재까지 테레프탈산은 ‘파라자일렌’이라는 원료를 화학적으로 가공해 만들었다. 이 과정에서 에너지 소모가 많고 코발트, 망간 등 중금속 촉매를 사용하기 때문에 친환경적이지 못하다는 문제가 있었다.
 

연구진은 토양이나 바다에 서식하는 2종의 미생물이 파라자일렌으로부터 테레프탈산을 합성하는 데 쓰일 수 있다는 점에 주목했다. 자연 상태의 미생물을 그대로 이용했을 땐 불순물이 생긴다는 문제를 해결하기 위해 유전자 조작을 통해 불순물 생성을 최대한 막아 생산효율을 극대화했다.
 

이 미생물을 이용해 연구진은 8.8g의 파라자일렌으로 13.3g의 테레프탈산을 만드는 데 성공했다. 새로운 제조법의 수득 효율은 97몰퍼센트(mol%)를 기록했다. 투입된 원료를 고려해 이론적으로 100만큼의 생산물이 생긴다고 계산했을 때 실제로 97만큼의 분량이 얻어진다는 의미다. 기존 공법의 수득 효율은 95몰퍼센트에 그쳤다.
 

이 교수는 “향후 불순물 형성을 완전히 없애 100% 수득 효율을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다”며 “세계적으로 플라스틱 소비가 증가하고 있는 상황에서 환경피해 없이 플라스틱을 생산할 수 있는 돌파구를 제공한 것”이라고 말했다.
 

연구결과는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 31일자 온라인 판에 실렸다.

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