이상엽 - 검색 결과

[SDF다이어리] 반도체 다음의 '대체불가기술'은?

안녕하십니까? 미래를 여는 담대한 도전, SDF다이어리입니다. 최근 새삼 5월의 싱그러움이 가득 느껴지는 날들이 이어지고 있는데요. 창 밖의 나뭇잎들을 보면서 석유 한 방울 나지 않는 '석유화학 강국' 우리나라에서 나뭇잎이 에너지나 플라스틱의 원료가 될 수는 없을까를 앞서 상상해 온 분이 있습니다. 바로 '대사 공학'이라는 조금은 낯선 이름의 학문 분야에서 세계를 선도해 오고 있는 이상엽 카이스트 생명화학공학과 특훈교수[1] 인데요. &<싱그러운 5월의 녹음. 목동&> 요즘 같은 전환기, 특히 특정 국가가 어떤 전략 기술을 가지고 있는가가 그 나라의 안보와 동맹에까지 영향을 미치는 소위 기정학(技政學, tech-politics)의 시대를 맞아, 새삼 첨단 기술에 매진해오고 있는 과학자들에 대한 관심이 다시 높아지고 있는 요즘입니다. 대전에서 이상엽 교수를 만났습니다. [1] 특훈교수는 KAIST가 교내 교수 중 세계적 수준의 연구업적과 교육성과를 이루고 그 전문분야를 주도적으로 이끌어가는 교수 중 선발하는 교내 최고의 명예로운 직이다. 교수 총정원의 3% 이내에서 선발할 수 있도록 되어 있으며 특훈교수로 선발되면 특별인센티브가 지급되고 정년 이후에도 비전임직으로 계속 근무할 수 있는 특전이 주어진다. 지난 2010년 &'풀잎에서 플라스틱을: 산업 바이오, 석유화학산업에 도전장&'이라는 제목으로 저희 SDF 연사로 섰던 이상엽 교수를 다시 만난 것은 13년 만이었습니다. 이상엽 교수님와 서울대 김빛내리 교수가 2021년, 아이작 뉴턴, 찰스 다윈, 알베르트 아인슈타인, 스티븐 호킹 등이 활동했던 360여 년 전통의 영국왕립학회의 첫 한국인 과학자로 선발됐다는 기쁜 소식도 앞서 접해 알고 있던 상황이었는데요. Q. 교수님 안녕하세요? 그동안 잘 지내셨죠? 2010년 저희 포럼 연사로 오셨을 때 나뭇잎으로 플라스틱을 만드는 도전을 하신다고 해서 호기심 있게 들었던 기억이 납니다. 요즘은 어떤 연구를 주로 하시나요? 저는 평생을 '대사공학'을 연구하고 있는데요. 바이오테크놀로지[2]와 엔지니어링[3]이 겹쳐있는 학문입니다. 대상은 모든 생명체가 다 대상이 될 수 있는데, 저는 윤리적으로 문제가 없고 안전성이 확보된 즉 우리가 탱크 같은 데 넣고 키우고 필요하면 완전히 다 죽여버릴 수 있는 그러한 시스템에서 공학으로 게놈을 다 뜯어고치는 연구를 할 수 있는 '박테리아'로 한정해서 연구해 왔습니다. 보통 박테리아는 우리 피부에도 있고 장에도 있고 온 곳에 다 있잖아요. 그런데 거기 있는 이유가 자기들 밥 먹고 자라서 번식하는 게 목적인데요. 그런데 보니까 박테리아가 소위 무슨 항생제나 항암제도 만든다는 것을 발견한 거죠. 그런데 워낙 미량을 만드니까 이제 과학으로 어떻게 하면 대량 생산해서 지금의 80억 인구에게 혜택을 줄 수 있을까 이런 연구를 하는 것이 '대사 공학' 학문이라고 보시면 됩니다. [2] 바이오테크놀로지란 생물공학, 생명공학. 살아있는 미생물 등의 생물체를 이용하여 하나의 유기 물질을 다른 한 가지 혹은 여러 가지 물질로 변화시키는 기술을 통칭한다. [3] 엔지니어링이란 공학을 의미하며 기술적 문제를 발견하고 기술적 해결책을 제시하는 학문이다. &<SDF2010 '풀 잎에서 플라스틱을' 세션 이상엽 교수 발표 모습&> '대체불가 기술'은 인류의 당면 문제 해법 모색에서부터! 제가 해온 연구는 크게 세 가지로 나뉩니다. 첫 번째는 우리가 지금 너무 화석연료를 의존해서 에너지 하고 화학물질을 얻어요. 그런데 기후 위기에, '자원고갈 문제', 그러니까 원유가 수억 년에 걸쳐서 만들어지는 건데 그것을 지난 50~60년간 엄청난 속도로 저희가 끌어다 썼잖아요. 그러니까 균형이 깨진 거죠. 그래서 ' 석유화학을 바이오로 재생 가능한 원료로부터 생산해야겠다'는 목표를 세우게 됐습니다. 대표적인 게 가솔린을 세계 최초로 바이오로 만들고, 그다음에 디젤 같은 경우 지금도 바이오 디젤과 섞어 쓰는 게 의무인 것 아세요?[4] 그런데 그 바이오 디젤이 팜유 같은 지속가능한 식물성 오일이 기반입니다. 그런데 이 팜오일이 동남아시아에서는 굉장히 중요한 식량이에요. 그래서 인구가 늘고 계속 소비가 되다 보면 식량으로 쓸 거냐 연료로 쓸 것이냐의 딜레마가 발생할 수 있습니다. 그래서 생각한 게 '디젤도 못 먹는 바이오매스[5]를 원료로 만들어야 된다' 그래서 폐목재와 같은 비식용 바이오매스로부터 얻어지는 포도당으로부터 디젤을 굉장히 효율적으로 만드는 것을 몇 년 전에 개발을 했어요. 지금도 그것은 업그레이드를 하고 있고, 가솔린은 저희가 학문적으로는 보여줬지만 이제 더 이상은 안 해요. 두 가지 이유가 있는데 하나는 효율이 생각보다 안 올라가요. 예를 들면 가솔린을 우리가 주유소에서 넣는데 리터 당 2500만 원이다 하면 누가 넣을 수 있겠어요? 차 값인데(웃음) 그리고 또 한 가지는 어차피 전기차 쪽으로 이미 바뀌고 있으니까 그쪽은 하지 않고 있고요. 디젤은 화물운송 등 헤비듀티[6]를 필요로 하는 곳에서는 어차피 써야 하니까 그래서 계속 연구하고 있습니다. [4] 2006년부터 정부가 바이오디젤을 경유와 혼합 사용하는 시범사업을 시작했으며 2015년부터 강제성을 띤 신재생연료 의무혼합제(RFS)를 도입하여 바이오디젤 혼합 비율을 2.5%로 높였다. 2018년 비율이 3.0%로 올랐고 현재는 3.5%로 매년 0.5%씩 높아지게 해 2030년까지 8% 상향을 목표로 하고 있다. [5] '바이오매스'란 원래 &'생물량&'이라는 생태학적 용어였으나 현재는 에너지화할 수 있는 생물체량이란 의미로 사용되고 있다. 녹색식물은 태양에너지를 받아 물과 탄산가스를 이용하여 전분, 당 또는 섬유소를 합성하고 이를 식물에 저장한다. 동물은 식물을 먹고 자라며 동식물은 미생물에 의하여 종국적으로 탄산가스와 물 등의 무기물로 분해되어 하나의 순환과정을 형성한다. 이러한 생태계의 순환과정 중에 관련된 모든 &'유기체&'를 일컬어 바이오매스라 하며 이중에서 가장 많은 것이 식물 자원이다. [6] 헤비듀티의 사전적 의미는 튼튼함을 의미하며 거친 환경에서 일한다는 의미이다. 그리고 또 하나는 석유 화학 중에 플라스틱이 굉장히 중요한데, 플라스틱 종류가 굉장히 많아요. 강철보다 강한 플라스틱도 있고 페트병처럼 그냥 한번 쓰고 버리는 것도 있고 SDF에서 발표한 것은 주로 '생분해성 플라스틱[7]'을 얘기했었는데요. 그게 쓰여야 되는 곳도 있지만 '생분해성 플라스틱'은 범용으로는 못 써요. 예를 들면 촬영 감독님 저 카메라를 나는 환경을 아끼기 위해서 '생분해성 플라스틱'으로 만든 카메라를 쓴다 그래서 5백만 원을 주고 샀는데 일주일 있다가 보니까 썩었다 그러면 안 되잖아요. [7] '생분해성 플라스틱'은 박테리아나 살아있는 유기체에 의해 분해될 수 있는 플라스틱을 지칭한다. 플라스틱의 특징은 가볍고, 물성이 뛰어나고, 값이 싸고, 썩지 않고, 가공이 우리가 원하는 대로 된다는 다섯 가지가 있는데요. 그런데 플라스틱이 환경오염의 주범이 되는 이유는 화석연료로부터 만들면서 온실가스를 배출하고 또 싸서 많이 쓰고 하찮게 버리는데 안 썩어서 문제지요. 그래서 플라스틱을 바이오 기반 플라스틱으로 대체하기 위한 연구를 지난 15년간 해왔습니다. 다양한 석유원료들을 석유화학으로부터 얻는 게 아니라 포도당 같은 바이오로부터 얻는 거죠. 그런 연구에 무지하게 저희가 점을 찍었고요. 저희가 그렇게 워낙 많이 만들어 내다보니 세계에서 가장 오래되고 저명하다고 평가되는 영국의 과학 학술지 '네이처'에서 몇 년 전 '원래 생물체에서 일어나는 대사와 저희가 대사 반응을 통해 만들 수 있는 화학물질들을 좀 정리해 보자' 해서 소위 '바이오 기반 화학물질의 구글 맵'이라는 것도 만들었습니다. &<'네이처'와 작업한 바이오 기반 화학물질의 구글 맵, 2019&> 지금까지는 기후위기를 대응하기 위한 소위 '탄소중립'으로 가기 위한 바이오 기반 화학을 말씀드렸고요. 또 하나 중요한 문제는 사람의 '건강'입니다. 예를 들면 피부 노화를 보호하기 위해 항산화가 중요한데, 100만 원짜리 크림을 바르는 것보다 토마토를 먹는 게 더 좋거든요. 그런데 효과가 있으려면 토마토를 몇 트럭을 먹어야 하나 하다가 박테리아로 토마토에 빨간색을 내는 '라이코펜'을 엄청나게 만들었습니다. 보통 토마토는 기르는데 50일이 걸리는데 저희는...

SBS 뉴스 | 2023.05.13 | 경제