폴리프로필렌을 분해하는 곰팡이

(The plastic before (left) and after (right). Credit: University of Sydney)

(Engyodontium album. Credit: Amira Samat)

(How the experiment worked to biodegrade polypropylene. Credit: University of Sydney)

폴리프로필렌 (Polypropylene) 은 장난감부터 가구, 의류까지 온갖 용도로 사용되는 대표적 플라스틱 소재입니다. 그리고 재활용이 극도로 어려워 가장 문제가 되는 플라스틱 쓰레기이기도 합니다. 폴리프로필렌 소재는 전 세계 플라스틱 쓰레기의 28%를 차지하지만, 재활용 비율은 1%에도 미치지 못하고 있습니다.

시드니 대학의 과학자들은 두 종류의 곰팡이를 이용해서 폴리프로필렌을 분해하는 방법을 연구했습니다. 토양과 식물에서 발견되는 아스퍼질루스 테레우스와 엔지오돈티움 알붐 (Aspergillus terreus and Engyodontium album)은 열이나 자외선으로 전처리된 폴리프로필렌을 더 단순한 분자로 분해해 영양분으로 사용합니다.

과학자들은 이런 플라스틱 분해 곰팡이가 자연 환경에서 느린 속도로 플라스틱을 분해한다고 보고 있습니다. 하지만 속도가 너무 느리기 때문에 자연 분해를 기대하기는 어렵습니다.

연구팀은 이 곰팡이들이 폴리프로필렌을 빠르게 분해할 수 있도록 열과 자외선으로 전처리를 하고 여기에 펜톤 시약 (제1철을 포함하는 과산화수소 용액으로 오염 제거 및 다양한 유기 화합물 제거에 사용됨) 을 사용했습니다.

이후 곰팡이들은 30일에 걸쳐 21% 분해하고 90일 동안 추가로 25-27%를 분해했습니다. 분해 후 산물은 바이오매스로 활용할 수 있고 일부는 메탄가스나 수소처럼 유용한 자원으로 회수할 수 있습니다.

연구팀은 이 기술을 상업화하기 위해 파일럿 생산 기술을 건설할 예정입니다. 하지만 느린 반응 속도와 적지 않은 분해되지 않은 폐기물이 여전히 문제입니다. 앞으로 연구를 통해 폴리프로필렌을 효과적으로 분해하고 유용한 자원을 회수할 수 있는 방법을 계속 연구해야 할 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2023-04-fungi-meal-hard-to-recycle-plastic.html

Amira Farzana Samat et al, Biodeterioration of pre-treated polypropylene by Aspergillus terreus and Engyodontium album, npj Materials Degradation (2023). DOI: 10.1038/s41529-023-00342-9

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