바이오 플라스틱 산업 급성장
유화제품 대체 환경보호 일조

지난 8월 미국의 ‘내셔널지오그래픽’은 매우 흥미있는 진단을 내놓았다. 한마디로 화석연료의 간판이라 볼 수 있는 석유가 어느 날 갑자기 사라진다면, 과연 어떤 일이 벌어지겠느냐이다. 결론은 석유가 완전히 사라진다고 해도 인간이 멸종하지는 않는다는 점을 분명히 했다. 물론 그동안 석유로 얻은 풍요한 물질 문명은 포기하고 엄청난 불편을 감수해야 함은 당연한 일이다. 그 불편한 일 중 가장 큰 일이 현대 문명의 근간이라고 볼 수 있는 플라스틱의 부족이다.

이종호 과학저술가

플라스틱은 고분자화합물로서 그 대부분이 석유나 석탄으로부터 만들어진다. ‘조물주가 세상을 만들 때 유일하게 빼먹은 물질’이라는 평가를 받는 플라스틱이 발명되지 않았다면 지구상의 산림과 철의 매장량이 반으로 줄어들었거나 인구가 반으로 줄었을 것이라고 추정한다.

이 문제를 슬기롭게 해결할 방안으로 학자들이 눈을 돌린 것은 화석연료가 아닌 광합성 식물 즉 콩, 옥수수, 감자 등에서 플라스틱 원료를 찾아내자는 것이다. 이를 ‘바이오매스 플라스틱’ 또는 ‘플라스틱 식물’이라 하는데 우리들이 주위에서 보는 플라스틱 제품을 곧바로 만들어내는 것이 아니라 에탄올, 프로판디올, 젖산, 호박산 등의 발효산물로부터 연료 또는 화학제품을 생산하는 것이다.

미국 위스콘대학의 제임스 듀머식 교수는 옥수수에서 추출한 당을 물에 탄 후 유기용매와 섞어 가열해 설탕에서 3개의 물 분자를 떼어내 화학적으로 석유와 분자구조가 비슷한 하이드로메틸푸르푸럴(HMF)을 만드는 데 성공했다. HMF는 석유가 다양한 분자와 만나 폴리에스터나 폴리프로필렌 등과 같은 화합물을 만드는 것처럼 석유 같은 연료로 가공된다. 즉 옥수수의 당을 이용해 플라스틱이나 자동차의 연료를 만드는 길이 열린 것이다.

유럽연합(EU)은 환경규제 강화정책으로 유럽에 수출하는 전자제품의 포장재를 바이오플라스틱으로 대체하도록 의무화했다. 특히 크라이슬러·포드·GM·혼다·도요타 등 세계적인 자동차 제조업체가 2020년까지 자동차에 들어가는 플라스틱을 모두 재생 가능한 소재로 바꾸겠다고 선언했다. 물론 식물계 플라스틱은 비교적 내구성·내충격성·내열성이 약한 단점이 있는데 이를 폴리스티렌(PS)계의 플라스틱과 합성하면 최적의 물성을 얻을 수 있다.

생물공학의 놀라운 발전에 한국도 발걸음을 맞추고 있다. 1996년 임업육종연구소가 ‘알칼리 게네스’라는 토양 속 박테리아에서 플라스틱 성분을 생산하는 유전자 추출에 성공했다. 당시 연구진은 유전자를 현사시나무에 주입해 잎과 줄기로 플라스틱을 만들었다.

플라스틱 식물로 가장 적합한 것으로는 옥수수, 콩, 감자 등을 꼽는다. 농산물을 이용해 플라스틱을 생산하는 연구는 농산물의 활용도를 높이고 기존 석유화학 제품을 대체하는 환경프로젝트로서 큰 의미가 있다. 학자들은 식물을 이용해 생산되는 플라스틱으로 잉크, 디젤연료, 윤활유 등도 생산이 가능하다고 전망한다. 이때 플라스틱을 생산하는 콩과 감자가 공산품인지 아니면 농산품인지 구분할 수 없다고 비명을 지를 것이다.

콩의 원산지는 원래 우리나라이다. 콩의 원산지는 야생콩의 자생지역이면서 야생콩, 중간콩, 재배종 등 콩이 가장 많은 곳으로 추정할 수 있다. 이런 조건에 가장 잘 부합하는 곳이 만주 남부이다. 만주 남부는 본래 맥족의 발생지이며 고조선의 옛 영토이다. 1997년에 발견된 대동강 유역의 삼석구역 표대 유적에서는 벼와 콩이 발견됐는데 이 곡식들은 단군 조선 초기, 즉 기원전 3000년쯤으로 거슬러 올라간다. 콩으로 만든 플라스틱이 세계를 석권한다면 세계 모든 사람이 콩의 원산지인 한국에 감사할 것으로 생각한다.

이종호 과학저술가