제목	버려지는 메탄을 이용한 생분해성 플라스틱의 제조
작성자	tawake88
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버려지는 메탄을 이용한 생분해성 플라스틱의 제조 만약 태평양 거대 쓰레기 지대(Great Pacific Garbage Patch)를 금방 사라지게 할 수 있다면 어떨까? 만약 매립지에 오랫동안 남지 않는 플라스틱을 만들면 어떨까? 전 세계 플라스틱의 30%를 생분해성 물질로 대체하면서 온실가스 배출을 감소시킬 수 있다면 어떨까?   과학자들은 수 십 년 동안 이런 목표를 달성하기 위해 노력하여 왔다. 그 중 한 가지 방법은 요구르트 용기를 만드는데 사용되는 폴리프로필렌(polypropylene)과 유사한 생분해성 고분자인 PHA(poly-hydroxyalkanoate)를 위한 효율적인 생산 프로세스를 개발하는 것이다.   스탠포드 대학(Stanford University)의 과학자들 및 캘리포니아에 소재한 신생기업인 Mango Materials사의 Palo Alto는, 폐기되는 메탄 가스로부터 PHA를 제조하는 새로운 방법을 창안하였다. 국립과학재단(National Science Foundation)의 자금을 지원받아, Mango Materials사는 상업화를 위해 본 공정을 개선하고 있다.   PHA는 생분해성 폴리에스터(polyester)로, 과량의 이산화탄소가 존재하고 가용한 영양분이 제한된 상태에서 일부 박테리아의 내부에서 자연적으로 생산되는 물질이다. 상업적 규모에서 PHA를 제조하는 방법을 개발하는 과정에는 보통 유전자가 조작된 박테리아가 사용되어 PHA의 생산량을 증가시키도록 되어 있으며, 탄소원으로서 옥수수를 원료로 하는 당(sugar)이 사용되고 있다.   공장에서 생산된 당을 먹이로, 미생물들은 PHA를 생산한다. 생산된 PHA는 박테리아에서 분리되어 펠렛 형태로 만들어져 플라스틱 제품의 제조에 사용될 수 있도록 가공된다. 이런 방법은 몇 가지 단점이 있다. 원료 공급을 위해 농경지 등을 사용하여야 하며, 식량공급이라는 문제와 대치된다.   Mango Materials사의 공정은 발효기 내에서 성장하는 박테리아를 사용하여 메탄과 산소 및 과량의 탄소를 공급하기 위해 추가된 영양분을 이용해 PHA를 생산한다. 결국 PHA 입자로 인해 팽윤된 PHA가 풍부해진 박테리아를 발효기에서 제거하고, 특수한 기술을 이용해 값진 고분자를 세포 내로부터 분리해 낸다. 분리해 낸 PHA를 필요에 따라 세척하고 건조시킨다. 이 PHA로 만든 제품이 수명을 다 한 후에, 플라스틱은 공기가 없는 혐기성 조건에서 분해되어 메탄 가스를 방출한다. 이 메탄가스는 다시 새로운 PHA 제품 생산의 원료로 사용된다.   PHA의 특성은 함유되는 부가물질 및 공중합체(copolymer)의 양에 따라 다양하게 변하기 때문에, Mango Materials사는 활용범위를 규정하기 위해 연구하고 있다. 현재 생분해성이 핵심적인 요소로 적용되는 분야에 대해 집중하고 있다. 하지만 PHA 바이오플라스틱을 시장에 내놓기를 희망하고 있기 때문에 모든 가능성을 열어두고 있다고 CEO인 Molly Morse는 입장을 밝혔다.   이 독특한 방법은 PHA 상업화를 위해 이전에 시도되었으나 실패했던 난관들을 해결해 주고 있다. 다른 공정에서는 탄소원으로 당을 사용하지만, Mango Materials사의 방법은 당보다 상당히 저렴한 폐기되는 메탄을 활용한다. 메탄 가스를 원료로 사용함으로써 생산원가를 크게 낮추게 된다.   게다가, 이 공정은 유전자 조작이라는 방법보다 자연선택에 의해 살아남은 야생의 박테리아들을 활용하고 있다. 유전자 조작된 박테리아를 사용하지 않기 때문에 유전자 조작 유기체에 대한 우려도 불식시킬 수 있다. 야생 박테리아들을 활용하면 살균 장비가 필요없기 때문에 생산원가도 낮출 수 있다. 환경적 이점으로 잠재적 온실가스인 메탄을 격리하게 됨으로써, 매립, 폐수처리 설비 및 낙농업과 같은 설비에서 메탄 포획에 대한 경제적 타당성을 제공해 주기도 한다.   캘리포니아 매립지에서 사용되지 않고 폐기되는 메탄을 PHA 원료로 사용한다면, 2010년도 메탄 방출량을 기준으로 볼 때 매년 1억 파운드의 플라스틱을 제조할 수 있다. Mango Materials사는 실험실 규모에서 뛰어난 수율을 확인했으며, 현장 연구에 따르면 메탄을 소비하는 박테리아는 황화물과 같은 오염물질이 존재하는 폐기 바이오가스에서도 잘 성장하는 것으로 나타났다.   연구팀은 상업적 규모에서도 동일한 수율을 얻기 위해 연구 중이다.      그림> 메탄을 이용하는 박테리아를 이용해, 폴리프로필렌과 유사한 생분해성 고분자인 poly-hydroxyalkanoate (PHA)를 생산하는 공정이 개발되었다.     원문바로보기 : http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp 출처 : http://phys.org/news/2014-05-biodegradable-plastic-methane.html
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