획기적인 기술로 옥수수에서 생분해성 플라스틱을 만들 수 있게 되었습니다.

학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표된 연구에 따르면, 중국과 네덜란드의 공동 연구팀은 거미줄에서 영감을 얻은 기술을 이용해 옥수수로부터 새로운 유형의 바이오플라스틱을 개발하는 데 성공했습니다. 연구팀은 이 바이오플라스틱이 화석 연료 기반 플라스틱보다 더 지속 가능한 대안이 될 수 있다고 보고 있습니다.

오늘날 대부분의 플라스틱은 석유와 천연가스로 생산되어 탄소 배출 및 기타 오염 물질을 비롯한 수많은 환경 문제를 야기합니다. 더욱이 플라스틱 폐기물은 자연적으로 분해되기 매우 어려워 미세 플라스틱을 생성합니다.

따라서 최근 과학자들은 기존 플라스틱을 대체할 식물 기반 "바이오플라스틱"을 연구 개발하는 데 주력해 왔습니다. 그러나 이러한 바이오플라스틱은 대부분 부서지기 쉽거나 습기 및 산소 차단 기능이 부족하여 식품 포장, 섬유 또는 내구성이 뛰어난 소재와 같은 산업 분야에 적합하지 않습니다.

최근 발표된 연구에 따르면, 과학자들은 이 문제를 해결했다고 밝혔습니다. 연구팀은 옥수수에서 자연적으로 발견되는 단백질이자 옥수수 가공이나 에탄올 생산 과정에서 부산물로 얻어지는 제인(zein)에 주목했습니다. 이 생체 고분자의 가장 큰 특징은 내구성, 유연성, 그리고 토양에서 단 몇 주 만에 분해되는 능력입니다. 또한, 연구팀은 거미줄을 만드는 원리를 연구하여 이 새로운 소재를 개발했습니다.

전문가들이 거미줄에서 영감을 얻은 기술을 이용해 옥수수로 새로운 종류의 생분해성 플라스틱을 개발했습니다. 사진: Jee & Rani Nature Photography/Wikimedia Commons.

거미줄은 오랫동안 인장 강도 면에서 세계에서 가장 강한 천연 소재 중 하나로 여겨져 왔습니다. 또한 가볍고 유연하며 생분해성이라는 장점도 있습니다. 거미는 거미줄을 만들 때 실샘 내부의 산성도, 수분 함량, 단백질 배열을 세심하게 조절하여 독특하고 내구성이 뛰어난 분자 구조를 형성합니다.

거미줄 제조 메커니즘에서 영감을 얻은 연구팀은 기존 플라스틱 생산 방식처럼 옥수수 단백질을 녹이거나 가공하는 대신, 거미줄 생산과 유사한 방식으로 단백질 분자를 재구성했습니다. 이 방법을 통해 제인 단백질이 더욱 단단하게 정렬되고 결합되어 강도가 뛰어난 소재를 얻을 수 있었습니다.

연구팀은 이 새로운 고분자 물질로 섬유, 필름, 얇은 판 등을 제작하고 이를 "플랜티머(plantymer)"라고 명명했습니다. 전문가들은 "플랜티머"가 내수성 및 내산소성이 뛰어나 다양한 산업 분야에 적용될 가능성이 높다고 말합니다. 특히, 이 물질은 토양에서 한 달 안에 약 80%가 분해될 수 있다는 점이 주목할 만합니다.

하지만 과학자들은 이 신기술이 현재 연구 단계에 있으며 대규모 상용화에 앞서 극복해야 할 과제가 많다고 지적합니다. 이러한 과제에는 "플랜티머"의 대규모 생산에 필요한 제인 단백질 공급이 식량 안보에 미치는 영향, 그리고 장기간 온도와 빛에 노출되었을 때 소재의 내구성 등이 포함됩니다.

출처: https://khoahocdoisong.vn/cong-nghe-dot-pha-tao-nhua-sinh-hoc-tu-ngo-phan-huy-nhanh-post2149101700.html