인류는 약 5000년 전부터 누에를 이용하여 비단을 만들어왔기 때문에 세균을 이용하여 다른 천연 섬유를 짜낸다는 아이디어는 그다지 이상한 것은 아닐 것이다. 그렇지만 이것이 Mango Materials의 창업자이자 CEO인 Molly Morse가 스탠포드 대학에서 메탄을 먹는 세균에 대한 연구를 시작할 때에 처음 생각했던 것은 아니라고 한다. 그녀의 원래 목표는 건축 재료에 이용될 수 있는 바이오복합재료를 접착시키는데 도움이 되는 바이오접착제를 만드는 것이었다.

메탄에서 폴리-하이드록시알카노에이트(PHA)를 생산하는 연구에 대하여 박사 학위를 받은 Allison Pieja이 공동 창업자이자 CTO로 회사에 참여하고 있다. 또한 혐기성 소화 분야의 전문가인 Anne Schauer-Gimenez도 공동 창업자이자 소비자 업무 담당 책임자로 회사에 참여하고 있다. 연구팀은 2010년부터 실험실 시험에서 세균에서 PHA를 만들어낸 후에 생산 규모의 확대 및 수확에 대한 연구를 진행했다고 한다.

회사의 연구는 이산화탄소보다 심각한 온실 가스인 메탄을 먹어 치우는 미생물을 중심으로 두고 있다. 회사는 일련의 시험 장비를 활용한 파일럿 공정을 활용하여 실리콘밸리의 폐수 처리장의 선적 컨테이너에서 작업을 진행하였다. 여기서 혐기성 소화조에서 바이오가스를 수집하였으며, 이들을 세균이 먹어 치우는 원료물질로 활용했다고 한다. 세균이 충분히 성장하면 용액은 바닐라-딸기 밀크쉐이크처럼 되어서 PHA를 회수할 때가 되었음을 알려준다고 한다.

회수된 후에는 분말로 만들어지며, 이어서 최종 제품인 폴리머 펠릿으로 변환되게 된다. 현재 132갤런(500리터)의 반응기에서 세균들은 1주에 10 파운드의 폴리머를 만들어내는 것으로 계산된다고 Schauer-Gimenez는 밝혔다. 이번 파일럿 연구의 목표는 공정의 효율을 높이고, 액체에서 메탄을 회수하는데 이용되는 장비를 최적화시키고, 얻어지는 직물의 활용 분야를 시험하는 것이라고 한다.

하수처리장, 매립지, 축산 농장과 같은 곳에서 방출되는 메탄을 감소시키는 것에 더하여 회사의 이번 공정은 다른 추가 장점이 있다고 한다. Schauer-Gimenez는 "PHA의 다른 중요한 점은 생분해성이라는 것이다."라고 밝혔다. 이는 회사의 원사로 만들어진 가방에서부터 신발과 의복까지의 모든 제품들이 자연적으로 분해될 수 있음을 의미한다. 예를 들어서 가벼운 셔츠의 경우에는 수개월 후에 분해될 것으로 기대된다고 한다. 섬유가 파도에 밀려다니면 결국 녹아서 사라진다고 한다.

Morse도 자신들의 소재로 만들어진 신용카드 크기의 플라스틱을 화장실 변기에 떨어트리면 2주후에 사라지게 될 것이라고 자신하고 있다. PHA의 성질은 폴리에스터나 폴리프로필렌과 대부분 유사하다. 2012년에 설립된 회사는 여러 벤처기업 지원을 위한 경쟁 프로그램을 통하여 자금을 지원받고 있다. 지금까지 전시용 공정 건설에 600만 달러 이상을 확보했으며, 해당 설비 1곳에서 1주에 1000 파운드의 폴리머를 생산하는 것이 목표라고 한다.

Schauer-Gimenez는 자연계에 존재하는 바이오폴리머를 만드는 다른 공정에서는 반응을 촉매시키기 위하여 보다 엄격한 환경에 요구되고 있다고 밝혔다. 또한 다른 공정에서는 메탄보다 훨씬 비산 원료인 당분이 이용되고 있다고 한다. 그녀는 "비용을 낮게 유지하기 위하여 우리는 꽤 많은 일을 하고 있다."라고 밝혔다. Mango Materials에서는 폐수 처리장, 축산 농장, 매립장에 자신들의 장치를 라이센스하여 폴리머를 제조하고 판매하는 로열티 기반 시나리오를 포함하여 기술 상용화를 위한 여러 시나리오를 모색하고 있다. 회사는 자신들의 직물을 시험하는데 관심이 있는 기업들에게 바이오폴리머 시료도 판매하고 있다.

출처: 한국바이오안전성정보센터(KBCH)『바이오화학산업동향(TWB)』

원문출처 : https://www.greenbiz.com/article/startup-creating-biodegradable-fabric-methane-eating-bacteria