폐 PET플라스틱 연구팀의 세계 최고 바이오촉매 발명!

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 플라스틱의 중요성

PET는 현대 사회에서 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나입니다. 이는 페트병, 의류, 안전벨트, 테이크아웃컵 등 다양한 제품을 생산하는데 쓰이며, 2000년대 이후 플라스틱 사용량이 급증하면서 이로 인한 환경문제도 심각해졌습니다. 플라스틱 제품은 편리한 특성으로 인해 사용되지만, 재활용이 되지 않으면 토양과 해양 오염의 주범이 될 수 있습니다. 이에 따라 PET의 재활용 및 생물학적 분해 기술 개발이 절실히 요구되고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 국내 연구팀은 바이오촉매를 활용하여 생물학적으로 PET를 분해하는 방법을 개발했습니다. 이 연구는 환경 보호와 플라스틱 문제 해결을 위한 새로운 전환점을 제공할 것으로 기대됩니다.

고성능 바이오촉매의 개발

이번 연구에서 개발된 바이오촉매는 PET 분해에 있어 세계 최고 성능을 자랑합니다. 연구팀은 PET 분해 효소인 PETase를 산업적 조건에서 사용할 수 있도록 개선하였으며, 이로 인해 PET를 높은 효율로 분해할 수 있게 되었습니다. 실험 결과에 따르면, 개발된 바이오촉매는 1kg의 PET를 1시간 만에 45% 분해하는 성과를 거둔 것으로 나타났습니다. 이러한 효소는 환경에 미치는 부정적 영향이 거의 없고, 바이오촉매가 생성하는 이득은 재활용 품질을 높여줍니다. 연구팀은 앞으로 이 기술을 상업화하여 보다 지속 가능한 플라스틱 재활용 체계를 구축할 계획입니다.

• PET 분해 효소의 구조적 특징 - 효소의 구조와 작용 메커니즘에 대한 연구
• 재활용 공정 설정 - 효소의 산업적 적용을 위한 공정 최적화
• 효소 활성 지도 개발 - 미생물 기반의 바이오촉매 활성 분석

기계적 재활용의 한계

현재 대부분의 PET 플라스틱은 기계적 재활용 방식으로 처리되고 있습니다. 하지만 기계적 재활용은 몇 가지 구조적 문제를 내포하고 있습니다. 일반적으로 플라스틱이 재활용 과정에서 품질 저하가 발생하며, 이로 인해 반복 사용이 어려워진다는 점입니다. PET 재활용은 라벨을 제거하고 분쇄 및 세척 후 원료화를 거치게 되며, 이 과정에서 오염이 발생하여 제품의 품질이 떨어집니다. 결국 이러한 재활용 과정은 새로운 페트병 생산에 사용되기 어렵고, 소각이나 매립으로 이어지게 됩니다. 따라서 기계적 재활용의 단점을 보완하기 위한 방안으로 화학적 또는 생물학적 재활용 기술의 개발이 필요합니다.

바이오촉매를 이용한 생물학적 재활용

김경진 교수팀은 바이오촉매를 이용한 생물학적 재활용 기술을 통해 PET 플라스틱을 효과적으로 분해하고 있습니다. 이 기술은 미생물에 의해 자연스럽게 이루어지는 분해 과정을 모델링하여 PET 플라스틱을 재활용하는 방안입니다. 이를 통해 얻어진 바이오촉매는 PET에 선택적으로 반응하여 환경에 미치는 영향이 거의 없는 분해 반응을 구현합니다. 연구팀의 바이오촉매는 PET을 효과적으로 분해하며, 원료가 순수하고 품질이 뛰어난 재활용 소재로 변환됩니다. 이 혁신적인 접근은 플라스틱 오염 문제 해결을 위한 매우 중요한 기술로 자리 잡을 것으로 예상됩니다.

쿠부 바이오촉매의 특징과 성능

개발된 바이오촉매 중 쿠부M12는 세계 최고의 성능을 자랑하며, 1kg의 PET를 0.58g의 효소로 분해할 수 있습니다. 이 효소는 실험을 통해 더 나은 분해 효율성을 입증하였습니다. 쿠부M12는 환경적 측면에서도 긍정적인 영향을 미치는 혁신적인 기술입니다. 김경진 교수는 이러한 생물학적 재활용 기술이 단순한 플라스틱 분해를 넘어서, 환경 보호와 자원 재활용에 중요할 것으로 기대한다고 밝혔습니다.

향후 전망

김경진 교수는 이번 연구를 통해 개발된 바이오촉매 기술이 앞으로 다양한 화학 산업에서 응용될 수 있을 것이라 강조하였습니다. 이 기술은 재활용되지 않는 오염된 플라스틱을 처리하는 획기적인 방식으로, 지속 가능한 개발을 위한 새로운 전환점을 제공할 것입니다. 더욱이, 바이오촉매를 통한 플라스틱 재활용은 이전의 기계적이거나 화학적 방법보다 훨씬 효율적인 해결책을 제시할 것으로 기대되며, 이를 통해 미래의 플라스틱 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것입니다.

결론: 지속 가능한 미래를 위한 바이오촉매 기술

이처럼 김경진 교수 연구팀의 연구는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 플라스틱 재활용 분야에서 큰 도약을 이루었습니다. 이번 기술 개발은 환경 문제 해결을 위한 필수적인 과정으로 자리 잡고 있으며, 바이오촉매를 통한 재활용 기술이 향후 플라스틱 오염 문제를 부각시키지 않도록 할 것입니다. 지속 가능한 산업 발전을 위한 노력이 더해짐으로써, 탄소 배출을 줄이고 자원의 효율적인 사용을 가능하게 하는 방향으로 나아갈 수 있을 것입니다.

참고문의 및 추가정보

과학기술 정보통신부의 기초원천연구정책관 첨단바이오기술과(전화: 044-202-4572), 경북대학교 생명공학부(전화: 053-950-5377), CJ제일제당 바이오연구소(전화: 031-8099-2296)에서 자세한 정보를 확인하실 수 있습니다. 또한, 정책브리핑의 정책뉴스자료는 「공공누리 제1유형:출처표시」의 조건에 따라 자유롭게 이용이 가능하다는 점 참고하시기 바랍니다.