오염된 플라스틱도 영구적으로 재활용…세계 최고 수준 바이오촉매 개발

ET 폐기물이 제품으로 변화되는 과정에 대한 흐름도

재활용이 불가능한 오염된 플라스틱까지 영구적 재활용할 수 있는 PET 플라스틱 분해 효소가 개발됐다.

과학기술정보통신부는 김경진 경북대 교수와 CJ제일제당 연구팀이 산업 조건에서 PET 플라스틱을 분해하는 세계 최고 성능 바이오촉매(PETase)를 개발했다고 밝혔다.

PET는 페트병을 비롯해 일상생활에 다양하게 사용되는 소재로, 기계적 재활용을 통해 중간 제품으로 다시 이용하고 있다. 다만 재활용된 소재는 품질이 떨어져 소각 또는 매립될 수밖에 없는 구조다.

이를 개선하기 위해 PET 플라스틱을 열로 녹이거나 용매제로 분해해 원료를 만들어 내는 화학적 재활용이 등장했지만, 원료 오염에 따른 한계 때문에 적용 가능 폐기물이 제한된다.

연구팀은 자연환경에서 나무가 썩는 과정처럼 바이오촉매가 분해 반응을 매개하는 생물학적 재활용에 주목했다.

독자적 접근법을 이용해 미생물이 가지는 바이오촉매 활성 지도를 제안하고, 이를 통해 쿠부(Kubu-P)라고 명명한 신규 바이오촉매를 발굴했다. 쿠부의 우수한 잠재력을 바탕으로 효소공학을 이용해 더 강력한 개량 바이오촉매인 쿠부M12(Kubu-PM12)까지 개발하는 데 성공했다.

쿠부M12는 1㎏의 PET를 0.58g의 소량으로 1시간 이내에 45%, 8시간 만에 90% 이상 분해하는 세계 최고의 성능을 증명했다.

김경진 교수는 “바이오촉매를 통한 생물학적 재활용은 재활용이 되지 않는 오염된 플라스틱까지도 영구적 재활용이 가능하게 하는 획기적인 기술”이라며 “이번 연구는 자연이 가진 위대한 잠재력을 파악했다는 데 의의가 크며, 앞으로 다양한 화학 산업에서 바이오촉매를 응용한 혁신이 일어날 것”이라고 말했다.

한편 과기정통부 바이오·의료기술개발(첨단GW바이오)사업 지원으로 수행한 이번 연구성과는 국제학술지 사이언스(Science)에 3일 게재됐다.

이인희 기자 leeih@etnews.com