"자연 환경에서 안전하게 생분해" 치매 연구하다 플라스틱 대체품 개발

  • 이후림 기자
  • 2021.06.24 17:00
거미줄 단백질 특성을 모방한 합성 고분자 필름으로 만들어진 생분해 봉지 (사진 네이처커뮤니케이션 저널)/뉴스펭귄

[뉴스펭귄 이후림 기자] 일회용 플라스틱을 대체할 지속가능한 고분자 필름이 개발됐다.

10일(현지시간) 영국 케임브리지대학교는 플라스틱만큼 강력한 식물 기반 포장재를 개발했다고 밝혔다. 연구진에 따르면 이 소재는 자연에서 가장 강력한 물질로 간주되는 거미줄 특성을 모방한 합성 고분자 필름이다. 

놀라운 점은 플라스틱과 전혀 상관없는 알츠하이머병을 연구하다가 해당 물질을 개발하게 됐다는 것이다. 연구진은 불규칙한 단백질 상호 작용과 알츠하이머병의 관련성을 연구하던 중 거미줄을 만드는 단백질이 강철보다 강하고 질긴 이유에 대해 관심을 갖게 됐다. 이 과정에서 거미줄에 강도를 부여하는 주요 특징 중 하나가 '수소 결합'이라는 사실을 발견했다. 

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또 거미 단백질이 물에 녹아 있다가 거미줄로 뿜어져 나오는 과정에서 매우 강한 섬유로 자기조립된다는 사실도 밝혀냈다. 거미줄은 매우 높은 밀도로 규칙적이게 배열된다. 연구팀은 식물 단백질에서 이러한 기능을 복제하는 방법을 조사했다. 

거미줄 단백질 특성을 모방한 합성 고분자 필름 (사진 네이처커뮤니케이션 저널)/뉴스펭귄

그 결과 연구진은 식품 산업에서 배출되는 콩 단백질 폐기물로 거미줄과 동일한 구조를 복제해 내는 데 성공했다.

수석 연구원 투오마스 놀즈(Tuomas Knowles) 교수는 "모든 단백질은 폴리펩티드 사슬로 만들어진다"며 "적절한 조건 내에서 식물 단백질을 거미줄처럼 자기조립되도록 만들 수 있다"고 설명했다.

개발된 소재는 저밀도 폴리에틸렌과 같은 고성능 플라스틱과 유사한 성능을 발휘할 수 있다고 알려졌다.

특히 식물성 거미줄 플라스틱은 생분해가 쉽다는 장점이 있다. 해당 제품은 자연적 구성 요소 덕에 화학적 변형이 필요하지 않아 가정 등 일반 자연환경에서 안전하게 분해될 수 있다. 대부분 생분해 플라스틱은 별도 산업용 재처리 시설에서만 분해가 가능하다.

한편 거미줄 플라스틱은 일회용 플라스틱 대체품을 개발하는 회사 삼플라(Xampla)에 의해 상용화될 전망이다. 회사는 연말까지 일회용 플라스틱을 대체할 다양한 비닐봉지와 캡슐 등을 출시할 예정이다.

일회용 플라스틱 대체품 (사진 'Xampla' 공식 홈페이지)/뉴스펭귄

 

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