향후 키랄성 화합물 등 정밀화학제품 합성 가능…산업적 파급효과 기대
(내외방송=권희진 기자)카이스트는 28일 "박찬범 신소재공학과 교수 연구팀이 식물의 주요 구성성분인 리그닌의 광촉매 특성을 규명했다"며 "리그닌 기반 광 촉매반응과 산화환원 효소 반응을 접목해 태양광으로 고부가가치 화합물을 생성하는 인공광합성에 성공했다"고 밝혔다.
리그닌(lignin)이란 식물 목질부를 형성하는 주요 물질로, 셀룰로오스 다음으로 풍부한 성분으로 알려졌으며, 주로 식물을 지지, 보호하는 구조체 역할을 한다.
하지만 리그닌은 분자구조가 상당히 복잡한 까닭에 활용이 어려워 95% 이상 소각되거나 폐기되고 있다.
연구팀은 다양한 리그닌 고분자 모델이 가시광선하에서 과산화수소를 생성한다는 것을 입증했다.
식물의 20~30%를 차지하는 주요 구성성분인 리그닌은 세포벽 형성, 물 수송, 씨앗 보호 및 스트레스 적응 등의 역할을 담당한다.
바이오 연료, 펄프 및 종이를 생산하는 목재산업에서 리그닌이 부산물로 대량 배출되는데, 그 양은 연간 5000만 톤에 달한다.
박 교수는 "이번 연구는 리그닌을 고부가가치 화합물 생성에 이용할 수 있는 친환경적 방법을 제시했다는 것에 의의가 있다"며 "리그닌의 광촉매적 메커니즘을 더 자세하게 밝혀 리그닌의 촉매 성능을 높이고, 다양한 효소와 접목, 정밀화학제품을 생산해 산업적 파급력을 높일 계획"이라고 밝혔다.
한편 KAIST 신소재공학과 김진현 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 '네이처 신세시스(Nature Synthesis)'3월호 표지논문으로 출판됐으며, 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업, 한국연구재단 글로벌박사 양성사업 등의 지원을 받아 수행됐다.
