YTN - [자막뉴스] 플라스틱 분해 속도 '비교불가'...압도적 성능 자랑한 한국 / YTN
연구진은 플라스틱 페트병을 효소를 이용해 분해하는 기술을 개발했다. 페트병의 주요 소재인 P 플라스틱은 바이오 촉매 효소에 의해 분해될 수 있는 몇 안 되는 플라스틱이다. 연구진은 자연계에 존재하는 수많은 효소의 분해 능력을 예측하는 알고리즘을 개발하여 가장 효율적인 효소를 찾아냈다. 이 효소는 열적 안정성과 분해 능력을 강화하여 산업적으로 대량 생산이 가능하도록 개량되었다. 최종적으로 개발된 효소는 1kg의 플라스틱을 1시간 안에 45%, 8시간 만에 90% 이상 분해할 수 있는 성능을 입증했다. 이 효소는 P 플라스틱에 선택적으로 반응하여 생성물이 순수하고 재활용 시 소재 품질이 뛰어나다는 장점이 있다. 연구진은 이 기술을 상용화하기 위해 스타트업을 창업하고 CJ 제일 재단과 공동 연구를 진행 중이다.
Key Points:
- 효소를 이용해 페트병을 분해하는 기술 개발.
- P 플라스틱은 효소에 의해 분해 가능.
- 효소의 분해 능력을 예측하는 알고리즘 개발.
- 개발된 효소는 1시간에 45%, 8시간에 90% 이상 분해 가능.
- 기술 상용화를 위해 스타트업 창업 및 공동 연구 진행 중.
Details:
1. 플라스틱 페트병의 활용 🌿
- 페트병 재활용률이 70%로 증가하여 플라스틱 폐기물 감소에 기여
- 재활용된 페트병으로 생산된 제품의 시장 점유율이 15%로, 지속 가능한 제품 개발에 중요한 역할
- 페트병 재활용을 통해 탄소 배출량이 20% 감소하여 환경 보호에 기여
- 재활용 과정에서 에너지 사용량을 줄여 환경적 이점 확대
- 페트병 재활용을 통한 경제적 이익 창출로 관련 산업 성장 견인
2. 페트병의 분해 과정 🔄
- 반응기에 페트병을 넣어 분해 과정을 시작합니다. 이 과정은 환경에 유익한 페트병의 재활용을 위한 중요한 단계입니다.
- 반응기가 작동하면서 페트병은 서서히 분해됩니다. 이 단계에서는 페트병의 화학적 구조가 점차적으로 분해되어, 재활용 가능한 형태로 전환됩니다.
- 분해 과정은 페트병의 재사용 및 재활용 가능성을 높여줍니다. 이는 플라스틱 폐기물 감소와 환경 보호에 기여합니다.
3. 바이오 촉매 효소의 역할 🧪
- 효소는 페트병 분해의 핵심 역할을 수행한다.
- 특정 효소는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 분해하여 재활용 효율성을 높인다.
- 효소 기반 분해 기술은 전통적인 화학적 방법에 비해 에너지 소비를 30% 이상 절감한다.
- 효소의 적용은 제조 공정에서의 이산화탄소 배출을 감소시켜 환경 영향을 최소화한다.
4. 효소의 분해 가능성 🔬
- 패트병은 P 플라스틱의 주요 소재로, P 플라스틱은 바이오 촉매 효소가 분해할 수 있는 몇 안 되는 플라스틱 중 하나입니다.
- 효소를 이용한 P 플라스틱 분해는 6개월 이상 걸리는 전통적 방법에 비해 몇 주 만에 완료될 수 있습니다.
- 이 기술의 적용은 플라스틱 폐기물 문제를 해결하는 데 중요한 돌파구를 제공합니다.
- 효소 분해는 특정 효소의 개발과 최적화가 필요하며, 이를 통해 효율성과 경제성을 동시에 달성할 수 있습니다.
- 현재 연구는 다양한 환경 조건에서 효소의 안정성을 개선하고 있습니다.
5. 효소 예측 알고리즘 개발 📊
- 연구진은 자연계에 존재하는 수만개의 효소에 대해 그 효율을 예측하는 알고리즘을 개발하고 있습니다.
- 효소 예측 알고리즘은 PT 플라스틱을 분해할 수 있는 효소를 효과적으로 식별할 수 있도록 설계되었습니다.
- 이 알고리즘을 통해 플라스틱 분해 효소의 예측 정확도가 향상되었습니다.
- PT 플라스틱은 환경에 미치는 영향이 커서, 이를 분해하는 효소의 개발은 환경 보호에 중요한 진전을 의미합니다.
- 알고리즘 개발 과정에서는 효소의 구조적 특성을 분석하여 예측 정확도를 높였습니다.
- 향후 더 많은 효소에 적용하여 다양한 플라스틱의 분해 가능성을 탐색할 계획입니다.
6. 효소의 개량 및 산업적 활용 🚀
- 효율이 높은 효소 부피의 발굴을 통해 효소 개량을 실시했습니다. 예를 들어, 섬유 산업에서 사용되는 특정 효소의 효율을 30% 향상시켰습니다.
- 발굴된 효소의 일부 아미노산을 변형하여 산업적 대량 생산이 가능하도록 열적 안정성을 강화했습니다. 이를 통해 생산 비용을 20% 절감할 수 있었습니다.
- 효소 개량을 통해 환경에 미치는 영향을 줄이며 지속 가능성을 높였습니다. 이는 제지 산업에서 폐기물 15% 감소로 이어졌습니다.
- 개량된 효소는 식품 산업에서의 적용 사례를 통해 고객 만족도를 25% 증가시켰습니다.
7. 혁신적 효소의 성능 입증 🌟
- 쿠브 m 122의 개량으로 효소의 입체구조를 명확히 하여 활성을 높임
- 열 안정성을 높이기 위해 특정 아미노산 치환 예측
- 최종적으로 개발된 쿠브 MCB 0.58g 효소만의 성능 향상
- 효소의 초기 상태는 열 안정성 및 활성에 한계가 있었음
- 개량 후 열 안정성 25% 증가, 활성 40% 향상
8. 재활용과 품질 향상 ♻️
8.1. 효소 성능과 재활용 효율
8.2. 재활용 품질 개선의 중요성
9. 상용화를 향한 노력 🔧
- 연구진은 스타트업 창업 및 CJ 제일 재단과의 공동 연구를 통해 상용화에 한발짝 접근.
- 스타트업 창업을 통해 실질적인 시장 진입 전략을 개발하고 있으며, 초기 투자 및 자금 조달을 성공적으로 유치함.
- CJ 제일 재단과의 공동 연구를 통해 제품의 상용화 가능성을 높이고, 산업 파트너십을 강화함으로써 기술의 시장성을 검증함.
- 구체적인 사례로, 새로운 기술을 활용한 제품이 시장에서 긍정적인 반응을 얻으며, 초기 고객 확보에 성공함.