빙엄턴 대학의 한 팀이 음식물 쓰레기를 생분해성 플라스틱으로 바꾸는 방법을 개척했는데, 이는 잠재적으로 폐기물 관리에 혁명을 일으키고 플라스틱 오염을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.
음식물 쓰레기와 플라스틱 오염에 대한 우려가 커지면서, 뉴욕주립대학교 빙엄턴 대학교 연구진은 음식물 쓰레기를 생분해성 플라스틱으로 전환하는 획기적인 기술을 개발했습니다. 이 혁신적인 공정은 두 가지 시급한 환경 문제를 크게 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
미국 농무부에 따르면, 국가 식량 공급의 30~40%가 낭비되고 있으며, 이는 매립지에서 메탄과 이산화탄소 배출의 원인이 됩니다.
동시에, 플라스틱 폐기물은 전 세계적으로 계속 축적되고 있으며, 이로 인해 생태계의 미세 플라스틱에 대한 건강 우려가 커지고 있습니다.
음식물 쓰레기의 일부를 생분해성 플라스틱으로 변환하는 것을 상상해 보세요. 폐기물 발생을 줄이고 플라스틱 오염을 줄일 수 있는 친환경적인 해결책입니다. 박사과정생 티안정 리우(Tianzheng Liu)와 생의학 공학 교수 샤 진(Sha Jin), 그리고 뉴욕 주립대 석좌교수이자 생의학 공학과 학과장인 카이밍 예(Kaiming Ye)가 이끄는 선구적인 연구팀은 출판 그들의 근본적인 연구 결과는 Bioresource Technology 저널에 게재되었습니다.
진 교수는 보도자료를 통해 "Bioresource Technology는 수준 높은 학술지이기 때문에 빠르게 게재된 것은 이 연구의 중요성을 시사합니다."라고 밝혔습니다. "심사위원들은 '이 논문은 상당한 과학적 가치, 참신성, 그리고 환경적 관련성을 입증한다'고 평가했습니다."
이 연구는 진이 2022년 뉴욕 주에서 식품 폐기물 활용에 대한 연구 보조금을 지원받으면서 처음 관심을 갖게 된 데 따른 것입니다.
그녀는 "우리는 음식물 쓰레기를 다양한 산업 제품으로 전환할 수 있는 자원으로 활용할 수 있으며, 생분해성 폴리머는 그 중 하나일 뿐입니다."라고 덧붙였습니다.
이 팀은 음식물 쓰레기의 가치를 높이는 것뿐만 아니라 친환경 폴리머의 제조 비용을 낮추는 것을 목표로 합니다.
현재 생분해성 플라스틱 생산에는 정제된 설탕 기질과 순수 미생물 배양이 필요하기 때문에 비용이 많이 듭니다. 빙엄턴 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 큐프리아비두스 네카토르 음식물 쓰레기에서 발효된 젖산을 함유한 박테리아와 황산암모늄이 결합된 것입니다.
이 박테리아는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 플라스틱을 합성하는데, 이 플라스틱은 수확하여 다양한 생분해성 제품으로 성형할 수 있습니다. 특히, 이 박테리아가 생성하는 PHA의 약 90%를 회수할 수 있습니다.
줄기세포 연구 분야의 류 씨는 이 프로젝트로의 전환이 어려웠지만 보람도 있었다고 말했습니다.
"음식물 쓰레기를 유기산으로 생물 전환하는 것은 비교적 쉬웠습니다. 플라스틱을 만드는 박테리아를 배양하는 것은 어려웠습니다. 처음에는 바이오폴리머 생산을 위한 박테리아 발효에 대한 경험이 없었기 때문입니다."라고 그는 보도자료에서 밝혔습니다.
그러나 팀이 과정을 세부적으로 조정하면서 끈기가 보상을 받았습니다.
이들의 성공에는 소덱소(Sodexo)와 빙엄턴 대학교 식당 서비스(Binghamton University Dining Services)의 지원이 필수적이었습니다. 진 씨는 SUNY의 음식물 쓰레기 매립 금지 정책과 지속 가능한 경영 방식이 이러한 계획을 수립하는 데 도움이 되었다고 강조합니다.
이 연구에서는 또한 확장에 필요한 실질적인 문제도 다루었는데, 예를 들어 생물전환 과정에 영향을 주지 않고 음식물 쓰레기를 일주일 동안 보관하는 것이 가능한지, 다양한 유형의 음식물 쓰레기에 필요한 유연성이 무엇인지에 대한 문제입니다.
진 씨는 "서로 다른 종류의 음식을 같은 비율로 섞는다면 그 과정이 매우 안정적이라는 걸 발견했습니다."라고 덧붙였습니다.
혁신적인 방식으로, 이 팀은 발효에서 남은 고형 잔류물을 유기 비료로 개발하여 기존 화학 비료에 비해 더욱 지속 가능한 대안을 제안하고 있습니다.
진은 앞으로 이 과정을 확장하여 생분해성 플라스틱 생산을 확대하기 위해 추가적인 보조금 지원이나 산업 파트너십을 모색할 계획입니다.
이러한 획기적인 기술은 지속 가능한 폐기물 관리 관행의 길을 열어주고 음식물 쓰레기와 플라스틱의 환경 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
출처: 빙엄 턴 대학교