KAIST 연구팀이 미생물을 활용해 친환경 유사 나일론 플라스틱을 개발하는 데 성공했다. 이 기술은 화석연료 대신 폐목재나 잡초에서 얻을 수 있는 포도당을 원료로 사용해 환경오염 문제를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

KAIST는 생명화학공학과 이상엽 교수 연구팀이 새로운 미생물 균주를 개발하고, 이를 통해 폴리에스터 아마이드라는 친환경 바이오 플라스틱을 생산하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.

폴리에스터 아마이드는 일반적으로 많이 사용되는 플라스틱인 폴리에스터(PET)와 나일론의 장점을 모두 갖춘소재다. 하지만 지금까지는 화석 연료에서만 생산할 수 있어 환경오염 문제를 피할 수 없었다. 이에 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 새로운 미생물 대사회로를 설계해 9종의 다른 폴리에스터 아마이드를 생산할 수 있는 플랫폼 미생물 균주를 개발했다.

연구팀은 한국화학연구원 연구팀과 공동 분석을 통해 이 플라스틱의 물성까지 확인했다. KAIST 연구팀은 한국화학연구원 정해민, 신지훈 연구원과 함께 바이오 기반 플라스틱의 물성을 분석한 결과, 기존의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 유사한 성질을 갖고 있는 것으로 나타났다. 즉, 친환경적이면서도 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도와 내구성이 뛰어나다는 것을 확인했다.

이번 연구는 폐목재, 잡초 등 지구상에서 풍부한바이오매스의 주원료인 포도당을 원료로 사용해 폴리에스터 아마이드를 친환경적으로 생산할 수 있도록 했다. 또한 연구팀은 해당 균주의 유가 배양식 발효 공정을 이용해 54.57g/L 수준의 생산량을확인함으로써 추후 산업화할가능성도 확인했다.

이번 연구에서 개발된 균주 및 전략들은 여러 가지 폴리에스터 아마이드뿐만 아니라 다른 그룹의 여러 가지 고분자들을 생산하는 대사회로들을 구축하는 데 유용하게 쓰일 것으로 예상된다.

이상엽 교수는 "이번 연구는 석유화학 산업 기반에 의존하지 않고도 폴리에스터 아마이드(플라스틱)을 재생가능한 바이오기반 화학산업을 통해 만들 수 있는 가능성을 세계 최초로 제시한 것"이라며 "앞으로 생산량과 생산성을 더욱 높이는 연구를 이어갈 계획"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)'에 3월 17일 온라인 게재됐다.

/육지훈 기자 editor@popsci.co.kr