유가 불안정에도 끄떡없는 나일론? 한국 KAIST의 혁신적인 친환경 기술!

중국의 한 매체에 따르면, 한국 KAIST 연구진이 미생물을 활용한 나일론 원료 생산 기술을 개발했습니다. 이는 한국 패션 산업이 글로벌 공급망 불안정 속에서 참고할 중요한 시사점을 제공합니다.

기술 개발 배경 및 필요성

최근 지정학적 갈등으로 나일론 시장에 위기가 고조되는 가운데, 원유를 사용하지 않고 나일론을 생산하는 기술이 개발되었습니다. 유가 상승에도 불구하고 나일론을 안정적으로 생산할 수 있다면 의류, 자동차, 기기 등의 공급망 안정화에 크게 기여할 수 있을 것으로 예상됩니다.

이란 전쟁이 섬유 패션 공급망에 피해를 입힌 상황에서, 원유에 의존하지 않는 나일론 생산 기술은 불안정한 글로벌 시장에 중요한 대안을 제시합니다.

KAIST 이정엽 교수의 혁신적인 미생물 플랫폼

KAIST 생명화학공학과 이정엽 특훈교수 연구팀은 ‘나일론 6’ 및 ‘나일론 6,6’과 같은 고분자 물질을 미생물을 이용해 생산할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 31일 발표했습니다. 이정엽 교수는 시스템 대사공학 분야의 대가로 꼽히며, 미생물의 대사 경로를 설계하여 원하는 물질을 친환경적으로 생산하는 기술을 선도하고 있습니다.

이정엽 교수는 이전에 미생물로 플라스틱을 생산한 경험이 있으며, 이번에는 나일론까지 생산하는 데 성공했습니다. 이는 재생 가능한 탄소원으로부터 핵심 나일론 단량체를 생산하는 모듈형 미생물 플랫폼을 제시한 것으로, 향후 대사 흐름을 업그레이드하여 생산성을 더욱 높일 계획입니다.

나일론 생산의 기존 한계와 시장의 경고

나일론 6은 높은 유연성으로 의류 및 필름에 널리 사용되며, 나일론 6,6은 뛰어난 강도와 내열성 덕분에 자동차 및 기계 부품에 활용됩니다. 나일론 이름 뒤의 숫자는 원료 분자의 탄소 수를 나타냅니다. 기존 나일론은 원유를 정제한 나프타를 벤젠과 아디프산을 거쳐 나일론으로 만드는 석유화학 공정을 통해 생산됩니다.

원유 가격이 상승하면 나일론 가격도 필연적으로 오릅니다. 최근 이란 전쟁으로 원유 공급망이 교란되면서 전 세계 나일론 공급에도 차질이 발생했습니다.

미생물 기반 나일론 원료 생산의 구체적 성과

연구팀은 나일론의 세 가지 핵심 원료인 나일론 6의 원료인 엡실론 카프로락탐, 나일론 6,6의 원료인 아디프산과 헥사메틸렌디아민을 재생 가능한 탄소원인 글리세롤로 생성하는 데 성공했습니다. 이들은 원래 원유를 여러 번 정제해야만 얻을 수 있는 물질들입니다.

모듈형 대장균 플랫폼에 서로 다른 균주를 배치하여 각 균주가 필요한 원료를 생산하도록 했습니다. 복잡한 대사 경로를 하나의 미생물에 모두 넣는 대신 여러 미생물로 나누어 활용하는 방식입니다.

상용화를 위한 과제와 패션 산업의 미래

산업적 활용을 위해서는 생산성을 리터당 그램(g) 수준으로 높여야 합니다. 연구진은 향후 인공지능(AI)을 활용한 효소 최적화를 통해 생산성 향상에 집중할 계획입니다. 이 기술이 산업적으로 활용된다면 불안정한 원유 공급망에 의존하지 않고 패션 의류 및 기기 부품의 공급망을 훨씬 더 안정적으로 만들 수 있습니다.

특히 환경 친화적인 생산 방식은 ESG 경영 기조에 부합하며, 미래 산업의 핵심 동력이 될 잠재력을 지니고 있습니다.