화성에서 만들 수 있는 바이오 플라스틱?

 (Close-up of bioplastic habitat with algae growth. Credit: Wordsworth Group / Harvard SEAS)

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(Bioplastic habitat inside the planetary environment chamber. Credit: Wordsworth Group / Harvard SEAS)

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나사의 예산 삭감과 스페이스 X의 스타쉽의 난항으로 말미암아 화성 유인 탐사의 미래가 다소 불투명해진 것이 사실이지만, 여전히 화성은 인류가 첫 번째로 탐사하게 될 다른 행성으로 큰 관심을 받고 있습니다.

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과학자들은 화성에 우주인을 보내는 것만이 아니라 영구적인 기지와 우주 식민지를 건설하기 위해 많은 연구를 진행 중입니다. 하버드 대학 공학 및 응용과학부 (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS))의 로빈 워즈워스 (Robin Wordsworth)가 이끄는 연구팀은 바이오 플라스틱을 이용한 미세조류 배양 장치를 연구했습니다.

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지구에서 바이오 플라스틱은 주로 지속 가능한 미래를 위한 생분해성 플라스틱으로 연구되고 있습니다. 하지만 연구팀은 바이오 플라스틱이 사실 화성 환경에서 더 적합한 대안이 될 수 있다고 생각했습니다.

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바이오 플라스틱은 태양광을 통과시키면서 광합성 미세조류를 안전하게 지켜주는 것은 물론이고 한 가지 더 큰 이점이 있습니다. 바로 광합성 조류가 만든 물질을 기반으로 바이오 플라스틱을 만들 수 있다는 것입니다. 따라서 햇빛과 이산화탄소를 얻을 수 있는 화성의 환경에서 이들을 작은 화학 공장으로 삼아 필요한 물질을 현지에서 만들 수 있습니다.

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이것이 실제로 가능한지 검증하기 위해 연구팀은 흔한 단세포 광합성 조류 중 하나인 두날리엘라 테르티오렉타 (Dunaliella tertiolecta)를 3D 프린터로 출력한 바이오 플라스틱 용기 안에서 배양했습니다. 바이오 플라스틱 소재는 PLA (polylactic acid)를 사용했습니다.

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두날리엘라는 PLA 플라스틱 병 안에서 화성과 비슷한 600 파스칼 (지구 대기압의 1% 이하) 압력과 이산화탄소가 주 성분인 대기 조건에서 배양됐습니다. 그리고 화성의 높은 방사선 환경을 모방하기 위해 자외선을 조사했습니다. (사진) 그 결과 바이오 플라스틱 용기는 안전하게 자외선을 차단하면서 광합성에 필요한 빛을 통과시켰으며 미세 조류는 낮은 기압에서도 잘 적응했습니다.

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이번 연구는 사실 초기 단계 연구로 실제 우주 환경에서 잘 적응할 수 있는지를 검증하기 위해서 우주 정거장 혹은 달 같은 외부 환경에서 테스트가 추가로 필요할 수 있습니다. 아무튼 가능하기만 하다면 화성에서도 3D 프린터로 출력할 수 있는 친환경 플라스틱을 제한 없이 공급할 수 있고 산소도 얻을 수 있다는 점에서 상당히 흥미로운 연구가 아닐 수 없습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-07-bioplastic-algae-growth-mars-conditions.html

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Robin Wordsworth, Biomaterials for organically generated habitats beyond Earth, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adp4985. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp4985

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