국내 연구진 “플라스틱 8시간 만에 90% 분해하는 효소 개발”

경북대 김경진 교수·CJ제일제당 연구팀
“오염 플라스틱도 재활용할 수 있는 생물학적 분해(BR) 기술”

페트 플라스틱. 게티이미지뱅크

국내 연구진이 “1㎏의 페트(PET) 플라스틱을 8시간 만에 90% 이상 분해”할 수 있는 고성능 바이오촉매(효소)를 개발했다며, 플라스틱을 친환경적으로 분해하는 ‘생물학적 재활용’의 산업화가 가능하다고 주장했다.

과학기술정보통신부는 3일 “경북대 김경진 교수와 시제이(CJ)제일제당 연구팀이 페트 플라스틱을 분해하는 세계 최고 성능의 바이오촉매를 개발했다”고 밝혔다. 이번 연구성과는 이날 과학저널 ‘사이언스’에 게재됐다. 과학기술정보통신부와 김 교수 연구팀은 이번에 개발한 ‘쿠부M12’가 0.58g만으로도 “1㎏의 페트를 1시간 이내에 45%, 8시간만에 90%이상 분해하는 세계 최고의 성능을 증명했다”며, 이 기술이 플라스틱의 ‘생물학적 재활용’(BR) 등 “첨단바이오 기반 친환경 플라스틱 재활용 솔루션을 제시했다”고 밝혔다.

흔히 ‘페트’라 불리는 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 투명하고 단열성이 좋아 병뿐 아니라 의류, 안전벨트, 테이크아웃컵, 차량매트 등에 다양하게 쓰이는 플라스틱 소재다. 그러나 플라스틱은 재활용하더라도 열로 녹여서 굳히는 ‘기계적 재활용’(MR) 또는 화학적 처리(해중합)를 통한 ‘화학적 재활용’(CR)에 의존해야 하기 때문에 환경·기후에 주는 부정적 영향이 막대하다. 오염된 플라스틱은 재활용할 수도 없다. 이 때문에 자연환경에서 나무가 썩는 과정처럼 플라스틱을 생물학적으로 분해할 수 있는 바이오촉매를 찾는 것이 과제로 꼽혀왔다.

‘생물학적 재활용’(BR) 개념도. 과기정통부 보도자료 갈무리

연구팀은 “자연계에 숨어있는 유사한 바이오촉매들의 집합에 대한 지도(Landscape)를 그려서 그들의 재능을 예측하는 접근법”(‘클러스터링’)을 개발해 페트를 분해할 수 있는 잠재력을 지닌 새 바이오촉매를 찾아냈고, 이를 개량해 고성능의 ‘쿠부M12’를 만들었다고 밝혔다. 김경진 교수는 “개발된 바이오촉매로 오염된 C급 폐기물을 재생하고 페트를 재합성하고 페트병을 만드는 데 성공했다. 현재는 복합 섬유를 섬유로, 섬유를 페트병으로 만드는 기술을 개발하고 있다”고 밝혔다. 김 교수는 생물학적 재활용을 사업화하기 위해 ㈜자이엔을 창업했고, 시제이제일제당과 공동연구를 수행하고 있다.

과기정통부는 “해당 기술이 석유화학산업을 넘어 국내 ‘화이트바이오’(미생물이나 효소를 활용해 바이오 연료, 바이오 플라스틱 등 다양한 친환경 제품을 생산하는 기술) 연구 상용화의 물꼬를 틀 수 있을 것”이라며 “신산업이 형성되면 국내에서도 첨단바이오 기술이 적용된 다양한 친환경 페트 제품을 볼 수 있게 될 것”이라고 밝혔다.

김규남 기자 3strings@hani.co.kr