PLA(Polylactic Acid)는 생분해성을 개선하는 기술이 개발됐다.
일본 산업기술종합연구소와 일본 고베(Kobe)대학, 가네카(Kaneka) 공동 연구팀은 PLA의 물성을 개선하는데 성공했다. PLA는 제한적인 환경에서만 충분한 생분해성을 발휘하기 때문에 석유 베이스 플래스틱을 완전히 대체하지 못하고 있다.
연구진은 미생물 생합성을 통해 생산하는 젖산(LA: Lactic Acid)과 HB(3-Hydroxybutyrate)의 코폴리머인 LAHB를 PLA에 혼합해 인성과 바닷물 속에서의 생분해성을 개선했다.
LAHB는 유전자 조작 대장균을 통해 당류로부터 합성하며 대장균의 종류와 배양조건 등을 조정하면 LA와 HB의 비율, 분자량이 상이한 다양한 LAHB를 생합성할 수 있다.
LA 모노머분율 40몰%, 무게 평균 분자량 10만인 LAHB를 무게비 20% 비율로 컴파운드한 PLA/LAHB 소재의 신장률을 200% 이상으로 크게 향상시켰다. 인성계수가 15배 이상 증가한 셈이다.
시험용 복합소재 필름은 투명성도 우수한 것으로 알려졌으며, 바닷물에서의 생분해성도 이론적으로 LAHB 단독 생분해율을 웃도는 것으로 나타나 해양환경 등 온도가 낮은 조건에서 생분해가 진행되지 않는 PLA의 분해를 촉진하는 것으로 판단된다.
공동연구팀은 일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO)가 2020-2023년 동안 추진한 당 원료 베이스 차세대 PLA 미생물 산업기술 개발 사업의 지원을 받았으며, 산업기술종합연구소와 고베대학은 컴파운드의 역학·열특성 및 생분해성을 규명하기 위해 LAHB와 컴파운드 구조의 관계 등 LAHB의 최적 구조 공동연구를 지속하고, 가네카는 단독으로 수소산화균을 활용해 LAHB 생합성의 생산성 및 물성을 개선해 상용화를 추진할 계획이다. (윤)