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[IT뉴스]생분해성 플라스틱이 잘 분해되려면?

온카뱅크관리자

2026-11-10 15:07:25

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 <img alt="생분해성 플라스틱은 종류에 따라 같은 매립지 유래 혐기 환경에서도 분해율이 크게 달라졌다. 카이스트 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/10/daejonilbo/20261110150324751lhyc.jpg" data-org-width="643" dmcf-mid="FhYRpAIkDy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/10/daejonilbo/20261110150324751lhyc.jpg" width="658">
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 생분해성 플라스틱은 종류에 따라 같은 매립지 유래 혐기 환경에서도 분해율이 크게 달라졌다. 카이스트 제공
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 생분해성 플라스틱은 석유계 플라스틱의 환경 잔류 문제의 대안이나 분해 관련 연구는 부족한 형편이다. 국내 연구진이 생분해성 플라스틱의 종류 별 썩는 정도와 분해에 관여할 미생물과 효소를 찾아내 플라스틱 분해 기술을 개발하는 기반을 마련했다.
 카이스트는 건설및환경공학과 명재욱 교수 연구팀과 울산과학기술원 이창수 교수 연구팀이 함께 산소가 없는 매립지 침출수에서 생분해성 플라스틱의 분해 정도와 관련 미생물의 활동을 분석했다고 10일 밝혔다.
 생분해성 플라스틱은 미생물에 분해돼 플라스틱 폐기물을 줄일 대안으로 주목받는다. 하지만 종류와 온도, 산소 유무, 미생물 종류에 따라 분해 속도가 다르다.
 공동연구팀은 대표적인 생분해성 플라스틱인 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리락트산(PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)의 분해 정도를 밝히기 위해 이들 물질과 일반 플라스틱인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 매립지 침출수(실험실 환경)에 넣고, 산소가 없는 35도 환경에서 최대 320일 동안 배양했다.
 분해 정도는 플라스틱 속 탄소가 메탄과 이산화탄소 등의 기체로 바뀐 비율인 '무기화율'로 평가했다.
 그 결과, PHB는 17일 만에 무기화율 99.9%에 달했다. PLA는 약 20일간 분해가 지연됐지만 서서히 분해돼 320일 뒤 무기화율은 83.6%였다.
 PBAT는 320일 뒤에도 2.7%, LDPE는 0.4%에 그쳐 같은 조건에서도 소재에 따라 분해 결과가 크게 달랐다.
 주로 고온 퇴비화 조건에서 잘 분해되는 것으로 알려진 PLA는 35도 환경에서도 오랜 시간에 걸쳐 상당히 분해됐다. 연구틴은 PLA 표면에서 균열과 손상 부위에 미생물이 모여 만든 얇은 막인 '바이오필름'을 확인했다.
 연구팀은 미생물의 DNA를 분석하는 '메타게놈'과 RNA를 분석하는 '메타전사체' 기법으로 플라스틱에 붙은 미생물이 어떤 활동을 하는지도 연구했다.
 이 연구에서는 복원한 미생물 유전체 238개 중 118개에서 PHB 또는 PLA 분해효소 후보 유전자를 발견하고 이 가운데 49개에서 실제로 작동한 흔적을 확인해 유전체 전체가 작동하는 것은 아니라는 사실도 밝혔다.
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 <img alt="생분해성 플라스틱 연구를 한 카이스트 명재욱 교수, 스위스연방수생과학기술연구소 최신형 박사, 울산과기대 이창수 교수, 홋카이도대 최형민 박사(왼쪽부터)." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/10/daejonilbo/20261110150326022ojuv.jpg" data-org-width="643" dmcf-mid="057k8S5Tmv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/10/daejonilbo/20261110150326022ojuv.jpg" width="658">
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 생분해성 플라스틱 연구를 한 카이스트 명재욱 교수, 스위스연방수생과학기술연구소 최신형 박사, 울산과기대 이창수 교수, 홋카이도대 최형민 박사(왼쪽부터).
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 연구팀은 "유전자 활동은 바이오필름에서 높게 나타나 주변에 어떤 미생물이 있는지뿐 아니라 플라스틱에 달라붙은 미생물의 역할이 분해 과정을 이해하는 중요한 단서"라고 설명했다.
 이어 "유전자 활동이 확인됐다고 해서 해당 미생물이나 효소가 플라스틱을 분해한다고 단정할 수는 없다. 실제 분해 기능은 후속 실험으로 검증해야 한다"고 덧붙였다.
 명재욱 교수는 "생분해성 플라스틱도 어디에 버려지고 어떤 미생물이 활동하느냐에 따라 분해 정도가 크게 달라진다. 이 연구가 폐기 환경에 맞는 생분해성 평가 기준을 마련하고 플라스틱을 분해할 미생물과 효소를 찾는 데 도움이 되길 기대한다"고 말했다.
 이 연구는 스위스연방수생과학기술연구소(Eawag) 박사후연구원 최신형 박사(카이스트 졸업)와 홋카이도대 박사후연구원 최형민 박사(울산과기대 졸업)가 공동 제1저자로 참여하고 명재욱 교수와 이창수 교수가 공동 교신저자를 맡았다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 10월20일 게재됐다.
 이번 연구는 현대자동차 정몽구 재단, 과학기술정보통신부·한국연구재단 우수신진연구 지원사업, 해양수산부, 카이스트의 지원을 받았다.
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