이산화탄소로 고부가가치 소재 만든다

국토해양부는 이산화탄소를 인공뼈 등 산업용으로 활용 가능한 고부가가치 탄산화합물로 전환하는 실제적인 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다고 7일 밝혔다.

포스텍 화학공학과(해양대학원) 차형준 교수 연구팀이 주도한 이번 연구는 국토부가 추진하는 해양생명공학기술사업의 ‘해양바이오산업신소재기술개발’과 포항산업과학연구원의 그린사이언스 사업의 지원을 받아 수행했다.

연구결과는 환경분야의 저명학술지인 ‘케모스피어(Chemosphere)’ 온라인 속보(3월 5일)에 게재됐다. 이번 연구결과는 특허로도 출원돼 지식재산권이 확보됐다.

국토부에 따르면 연구팀은 나이세리아 고노레아(Neisseria gonorrhoeae)라는 미생물이 가진 탄산무수화효소가 높은 활성을 지니고 있다는 사실에 주목해 이 효소의 유전자를 재설계, 대장균에서 대량 생산하는 기술을 구축했다.

이렇게 대량생산된 재조합 탄산무수화효소는 기존에 주로 상업적으로 사용되던 소 혈청의 탄산무수화효소와 유사한 높은 활성을 나타내 기체 상태의 이산화탄소를 수용액 상에서 탄산칼슘 결정 침전물로 전환시키는 일련의 과정에 성공적으로 적용됐다.

또, 정제하기 전 단계의 효소 혼합물도 정제된 재조합 탄산무수화효소와 비교할만한 높은 활성을 나타냄을 확인해 경제적인 재조합 생물촉매(biocatalyst)를 활용한 이산화탄소의 탄산화합물 전환 시스템을 구축할 수 있는 발판을 마련했다.

앞으로 형성된 탄산화합물은 제지, 플라스틱, 고무, 시멘트, 페인트, 치약 등 다양한 산업용 소재로 활용될 뿐 아니라 칼슘보조제, 인공뼈 등의 건강 및 의료용 소재로도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다고 국토부측은 보고 있다.