KAIST, 석유 대신 대장균으로 '친환경 핫멜트 접착제' 만든다

이상엽 교수팀, 포도당 활용 미생물 세포공장 개발

생명화학공학과 강민주 박사과정과 이상엽 특훈교수, 이영준 박사, 김기배 박사 모습.  (사진=KAIST 제공)

택배 상자부터 전자제품, 자동차까지 널리 쓰이는 '열가소성(핫멜트) 접착제'를 석유 대신 미생물로 제조하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템대사공학 기술을 활용해 대장균의 대사경로를 새롭게 설계하고, 포도당으로부터 접착제용 생분해성 고분자(PHA 계열)를 생산하는 '미생물 세포공장'을 개발했다고 17일 밝혔다.

기존 핫멜트 접착제는 대부분 석유계 고분자인 에틸렌-비닐아세테이트(EVA)를 기반으로 만들어져 자연 분해가 어렵고 미세플라스틱 문제를 일으켰다. 연구팀은 유연성을 높이는 성분(4HB)과 내열성을 강화하는 성분(PhLA)의 비율을 정밀 조절해 '잘 붙으면서도 열에 강한' 바이오 접착제 소재를 구현했다.

실제 성능 시험 결과, 연구팀이 개발한 고분자[poly(4HB-co-PhLA)]의 전단 접착력은 4.58MPa로 기존 상용 EVA 접착제(4.20MPa)보다 우수한 접착력을 보였다. 또 반복적으로 녹여 재접착한 후에도 성능이 유지됐으며, 리파아제 효소 처리를 통해 자연 분해 가능성도 입증했다.

이상엽 KAIST 특훈교수는 "대장균을 정밀 설계해 필요 기능에 맞춘 소재를 생산할 수 있음을 보여준 성과"라며 "향후 석유 기반 접착제뿐만 아니라 다양한 기능성 고분자를 친환경 바이오 방식으로 생산하는 계기가 될 것"이라고 밝혔다.
임병안 기자