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"다양한 기능성 고분자 소재, 지속가능한 기술로 생산"
[한국과학기술원(KAIST) 제공. 재판매 및 DB 금지]
(대전=연합뉴스) 김준호 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 대장균을 이용해 포도당에서 새로운 바이오 기반 고분자를 생산하고, 이 소재가 핫멜트 접착제로 활용될 수 있는 접착 성능과 열적 특성을 갖는다는 것을 확인했다고 17일 밝혔다.
생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀은 미생물이 원하는 물질을 생산하도록 설계하는 시스템대사공학을 활용해 대장균의 대사경로를 새롭게 설계했다.
이를 통해 포도당에서 생분해성 고분자의 일종인 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 계열의 새로운 접착제 소재를 생산하는 데 성공했다.
핫멜트 접착제(HMA)는 쉽게 말해 '글루건 접착제'처럼 열을 가하면 녹고, 식으면 굳으면서 물체를 붙이는 접착제다. 별도의 유기용매가 필요 없고 빠르게 접착할 수 있어 포장재부터 가구, 전자제품, 자동차, 건축자재 등 다양한 산업에서 널리 사용된다.
하지만 현재 핫멜트 접착제 대부분은 에틸렌-비닐아세테이트(EVA)와 같은 석유 유래 고분자를 기반으로 한다.
접착 성능은 뛰어나지만, 자연에서 쉽게 분해되지 않아 폐기물과 미세플라스틱 문제로 이어질 수 있다. 생분해성 포장재를 사용하더라도 이를 붙이는 접착제가 분해되지 않으면 제품 전체의 친환경성을 떨어뜨릴 수 있다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 미생물이 포도당과 같은 재생 가능한 원료로부터 만들 수 있는 생분해성 고분자 PHA에 주목했다. PHA는 어떤 성분을 어떤 비율로 구성하느냐에 따라 유연성·강도·내열성 등 소재의 특성을 조절할 수 있다.
기존 석유화학 공정에 의존해온 기능성 고분자를 포도당과 같은 재생 가능한 원료로 생산할 수 있어 향후 접착제뿐만 아니라 다양한 기능성 고분자 소재의 지속 가능한 생산 기술로 활용될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
이상엽 특훈교수는 "미생물의 대사를 정밀하게 설계해 단순히 고분자를 생산하는 것을 넘어 기능성 소재를 직접 생산할 수 있음을 보여준 연구"라며 "석유 기반 접착제뿐만 아니라 여러 기능성 고분자를 지속 가능한 방식으로 생산하는 바이오제조 기술로 확대할 수 있을 것"이라고 말했다.
kjunho@yna.co.kr
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