현재 플라스틱 오염은 도처에 있습니다. 수십억 톤의 플라스틱 폐기물이 매립되거나 바다에 떠다니다가 점점 더 작은 조각으로 부서지지만 실제로 사라지지는 않습니다. 이것은 우리 시대의 가장 심각한 환경 문제 중 하나이며 플라스틱 사용 습관을 바꾸거나 생분해성 신소재를 개발하지 않는 한 사라지지 않을 것입니다.
그것이 바로 UC 샌디에이고의 과학자들이 지난 10년 동안 해왔던 일입니다. 생물학자 Stephen Mayfield와 화학자 Michael Burkart와 Robert "Skip" Pomeroy를 포함한 학제간 팀은 조류 및 기타 생물학적 공급원으로 만든 폴리우레탄 폼을 개발하여 폼이 환경 작용제(박테리아 및 곰팡이)에 의해 자연적으로 분해될 수 있도록 개발했습니다. 전문가들은 이 폼을 사용하여 세계에서 가장 인기 있는 신발인 슬리퍼를 비롯한 신발을 만들고 육상 환경에서 분해 테스트를 했습니다. 토양에 묻히면 신발은 16주 만에 분해되기 시작합니다.
이제 새로운 연구에서 팀은 바이오 기반 단량체로 만든 이러한 폴리우레탄 폼이 바닷물에 잠길 때 분해되는지 여부를 테스트했습니다. 연구원들은 연구 공동 저자인 스크립스 해양학 연구소(Scripps Institution of Oceanography)의 해양 생물학자이자 연구 다이버인 사만다 클레멘트(Samantha Clements)와 함께 일했습니다. 그들은 Ellen Browning Scripps Memorial Pier에서 폼과 신발 샘플을 고정하고 푸리에 변환 적외선 분광법과 주사 전자 현미경을 사용하여 물리적 및 화학적 변화를 모니터링했습니다.
터미널의 위치는 플라스틱 폐기물이 종종 발생하는 환경인 자연 근해 생태계에서 재료를 테스트할 수 있는 독특한 기회를 제공합니다. 2010년에 연구자들은 1년 동안 80억 킬로그램의 플라스틱이 바다로 유입된 것으로 추정했으며 2025년까지 상당한 증가가 예상됩니다. 플라스틱 폐기물이 바다로 유입되면 해양 생태계를 손상시키거나 쓰레기로 해변에 씻겨 나가거나 중앙 위치로 이동할 수 있습니다. 160만 평방 킬로미터가 넘는 면적을 차지하는 태평양 쓰레기 덤프와 같은 쓰레기 소용돌이를 형성합니다.
현재 환경 과학 저널에 발표된 연구 결과에 따르면 부두에 부착된 실험용 폴리우레탄 재료는 다양한 해양 생물에 의해 빠르게 부착되었으며 단 4주 만에 분해되기 시작했습니다. 주로 박테리아와 곰팡이인 분해자는 물질을 원래의 단량체(화학 분자)로 분해하여 영양 공급원으로 사용합니다. 연구자들이 폴리우레탄 샘플을 먹을 수 있는 미생물을 확인했을 때, 그들은 이 미생물이 자연 해양 환경에서 흔히 발견되는 종이라는 것을 발견했습니다.
생물학부의 교수이자 캘리포니아 해조류 생명공학 센터의 소장인 Stephen Mayfield는 "이러한 일반적인 환경 문제를 해결할 수 있는 단일 분야는 없지만 우리는 육지에서 작동하는 통합 솔루션을 개발했으며 이제 우리는 "바다에서도 할 수 있다는 걸 알아요. 생분해. 바다의 얼마나 많은 유기체가 이 거품에 정착했는지 보고 놀랐어요. 미생물 암초 같은 게 됐어요."
연구원들은 미래에 다양한 응용 분야를 위한 폴리머를 생산하기 위해 생물학적 공급원으로 만든 재생 가능하고 지속 가능한 모노머를 계속 개발할 것입니다. 그들의 연구는 또한 생물학적 분해 과정과 그로 인한 화학 물질에 대한 조사를 계속할 것입니다. 전문가들은 사람들이 플라스틱 오염 문제의 심각성을 이해하기 시작했으며 자연에 덜 해로운 대안을 찾고 있다고 말합니다.
Stephen Mayfield는 다음과 같이 말했습니다: "바다에서 플라스틱을 잘못 취급하면 미세 플라스틱으로 분해되어 거대한 환경 문제가 되었습니다. 우리는 바다에서 분해되는 고성능 플라스틱 제품을 만드는 것이 절대적으로 가능하다는 것을 보여주었습니다. 플라스틱은 그렇지 않아야 합니다. 바다에 들어가게 된다면 그 물질은 수중 생물에 해를 끼치는 플라스틱 쓰레기나 미세 플라스틱이 아니라 미생물의 먹이가 됩니다."
