화학저널

마이크로파화학, 의약‧환경 응용 확장 … 핵산 제조와 CR 기술 주목

일본 마이크로파화학(Microwave Chemical)이 마이크로파 기술의 응용범위를 확장하고 있다.
마이크로파화학은 이미 세계 최초로 화학제품 상업생산에 마이크로파 기술을 활용하고 있으며 앞으로 의약품, 식품, 전자소재, 연료 등 제조 프로세스에도 마이크로파 기술을 적용함으로써 사업범위를 확장할 예정이다.
특히, 최근 거래량이 증가하고 있는 의약품 분야나 플래스틱 분해를 비롯한 환경 분야, 전자소재‧신소재 분야 응용에 주목하고 있다.
의약품 분야에서는 핵산 제조 프로세스와 백신, 항체의약품 등에 사용하는 동결건조 프로세스에서 마이크로파 기술을 응용하는 프로젝트를 진행하고 있고, 환경 분야에서는 CR(Chemical Recycle) 기술 확립을 위해 화학 메이저와 공동개발을 추진하고 있다.
마이크로파 기술은 전자레인지로 식품을 데우는 원리로, 내부의 특정 분자에 직접 에너지를 전달하는 것이 가능하며 1980년대부터 다양한 논문이 발표될 만큼 상당히 오래전부터 중요 기술로 부상하고 있다.
기술개발 초기까지는 대형 설비에 마이크로파 기술을 도입했을 때 설비 안쪽까지 마이크로파가 닿지 않을 뿐만 아니라 전파가 고르게 전달되지 않는 문제가 나타나 보편화하지 못했고, 당시에는 마이크로파를 해석할 수 있는 기술 자체가 없었기 때문에 해결해야 할 과제가 산적할 수밖에 없었던 것으로 알려졌다.
하지만, 외부에서 열과 압력을 가하는 기존 화학 프로세스는 대상 물체나 장소가 아닌 곳까지 에너지를 전달해 낭비되는 에너지가 발생할 수밖에 없고 시간과 코스트를 대폭 절감하기 위해서는 마이크로파 기술 실용화가 필요하다는 의견이 제기됐다.
마이크로파화학은 2007년 설립됐고 그동안 내부에 직접 에너지를 전달하는 전파를 억제하기 위해 온도, 주파수, 마이크로파 등을 면밀하게 설계하는 등 숱한 시행착오를 거침으로써 대형화를 실현한 것으로 평가되고 있다.
2014년 초 오사카(Osaka)에 대규모 공장을 건설하고 지방족 에스터를 생산하기 시작했으며 2019년에는 늘어난 프로젝트 수에 맞추어 2번째 공장동을 상업 가동했다.
미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals), 후타무라화학(Futamura Chemical) 등이 자본을 출자했으며 마이크로파 기술 실용화를 위해 다양한 화학기업들이 지원하고 있는 것으로 알려졌다.
현재는 수십건에 달하는 공동개발 프로젝트를 진행하고 있다.
펩티드림(PeptiDream), 시오노기제약(Shionogi), 세키스이케미칼(Sekisui Chemical) 등이 추진하고 있는 특수 펩티드 원제 반응기는 2019년 가을부터 프로젝트를 시작했고, 타이요화학(Taiyo Kagaku)의 수크로스 지방산 에스테르 제조도 준비하고 있다.
터치패널 부재 가운데 ITO(Indium Tin Oxide) 대체가 기대되고 있는 은(Ag) 나노 와이어는 세계 최대 생산설비를 2020년 완공할 예정이다.
이와타니산업(Iwatani)과는 MLCC(적층 세라믹 컨덴서) 차세대 소재로 주목받고 있는 니켈 나노 입자 프로젝트를 진행하고 있다.
최근에는 의약품과 환경 분야 프로젝트가 증가하고 있다.
의약품은 핵산 제조 프로세스에 마이크로파 기술을 적용하는 움직임이 확대되고 있고 백신이나 항체의약품을 제조할 때 사용하는 동결건조 프로세스 관련 프로젝트도 계획하고 있다.
환경 분야에서는 마이크로파 기술을 플래스틱 분해에 활용할 수 있을 것이라는 기대 아래 화학 메이저와 CR 기술 공동개발 프로젝트를 추진하고 있다.
앞으로 AI(인공지능)를 도입해 그동안 축적해온 방대한 데이터를 활용함으로써 신소재나 새로운 영역을 개척하는 작업을 진행할 방침이다.
마이크로파화학은 2020년 4월 마이크로파 기술의 화학 프로세스 도입을 가속화하기 위해 기반연구실을 설치했고, 마이크로파 기술 분야에서 1인자로 알려진 와다 유지 도쿄(Tokyo)공업대학 과학기술창생연구원 특임교수 및 명예교수를 펠로우로 초빙해 기반기술 확충에 주력하고 있다. (K)