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경희대학교 이은열 교수는 지속가능한 친환경 바이오화학 기술 개발을 선도하고 있습니다. 화석 연료 기반의 기존 화학 산업이 직면한 환경 문제를 해결하고자, 이은열 교수는 메탄자화균 및 다양한 바이오매스를 활용하여 고부가가치 화학물질, 바이오연료, 바이오플라스틱을 생산하는 혁신적인 생물 전환 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 메탄자화균 형질전환 기술을 통해 2,3-부탄다이올, 카다베린, 폴리머 등 다양한 유용 물질을 친환경적이고 경제적으로 대량 생산하는 방법을 제시합니다. 이러한 연구는 탄소 중립 사회 실현에 기여하며, 지속가능한 산업 발전에 핵심적인 역할을 수행합니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 이은열 |
| 직책 | 교수 |
| 이메일 | eunylee@khu.ac.kr |
| 재직 상태 | 재직 중 |
| 부서 학과 | 화학공학과 |
| 사무실 번호 | 0312013839 |
| 연구실 | NanoBio Engineering Lab |
| 연구실 홈페이지 | https://sites.google.com/view/nanobio-engineering-lab/ |
| 홈페이지 | https://sites.google.com/view/nanobio-engineering-lab/professor?authuser=0 |
| 소속 | 경희대학교 |
| 회사명 | 경희대학교 |
| 재직기간 | 재직 중 |
| 담당업무 | 화학공학과 교수 |
| 회사명 | 경희대학교 |
| 재직기간 | - |
| 담당업무 | 공과대학 학장 역임 |
| 연구 1 | 메탄자화균 기반 C1 가스 바이오 전환 기술 |
| 내용 | 이은열 교수는 지속가능한 친환경 바이오화학 기술 개발의 핵심으로 메탄자화균을 이용한 C1 가스(메탄, CO2, CO) 바이오 전환 연구를 선도합니다. 화석 연료 의존도를 낮추고 탄소 중립 사회를 구현하기 위해, 저렴하고 풍부한 C1 가스를 고부가가치 화학물질로 전환하는 혁신적인 생물공학적 해법을 제시합니다. 본 연구는 메탄자화균의 대사 경로를 정밀하게 조절하는 형질전환 및 대사공학 기술에 기반합니다. 특히, 특정 유전자의 도입 또는 활성 조절을 통해 메탄을 2,3-부탄다이올, 카다베린, 4-하이드록시부티르산, 퓨트레신, 스쿠알렌 등 다양한 유용 물질로 효율적으로 전환하는 플랫폼을 구축했습니다. 또한, 미생물 바이오파운드리 기술을 적용하여 비모델 미생물의 생산성을 극대화하고, 다양한 C1 가스원을 활용한 통합 바이오리파이너리 공정을 개발하고 있습니다. 이러한 접근은 기존 화학 공정 대비 온화한 조건에서 작동하며, 부산물 생성을 최소화하여 친환경적이고 경제적인 생산을 가능하게 합니다. 개발된 기술은 바이오연료, 생분해성 플라스틱, 고기능성 화학제품 등 다양한 산업 분야에 적용 가능합니다. 메탄 저감을 통한 온실가스 문제 해결에 기여하며, 친환경적인 바이오 산업 소재 생산으로 지속가능한 경제 성장을 지원합니다. 여러 국가 연구 과제 및 특허 등록을 통해 기술의 실용성과 가치를 입증하고 있으며, 에너지 전환 및 순환 경제 구축에 핵심적인 역할을 수행할 것입니다. |
| 연구 2 | 바이오매스 기반 바이오폴리올/바이오폴리우레탄 |
| 내용 | 본 연구실은 지속가능한 친환경 재료 개발을 목표로 다양한 바이오매스(리그닌, 갈조류 등)를 활용하여 바이오폴리올 및 바이오폴리우레탄을 생산하는 기술을 연구합니다. 기존 석유화학 기반의 플라스틱이 가진 환경 문제에 대한 대안을 제시하며, 순환 경제 구축에 기여하고자 합니다. 리그닌의 맞춤형 화학적 변환 및 마이크로웨이브 보조-2단계 액화 공정을 통해 고품질 바이오폴리올을 효율적으로 제조하는 독자적인 기술을 개발했습니다. 이는 높은 바이오매스 전환율과 낮은 산가를 특징으로 하며, 용매열 액화 반응을 통해 거대조류와 같은 비식용 바이오매스로부터도 바이오폴리올을 성공적으로 합성합니다. 또한, 제조된 바이오폴리올을 활용하여 강성과 열적 안정성이 향상된 바이오폴리우레탄을 합성하는 공정을 최적화하여, 기존 제품과 동등하거나 우수한 물성을 확보하고 있습니다. 이러한 기술은 바이오매스의 잠재력을 최대한 활용하며, 환경 부담을 줄이는 혁신적인 해법을 제공합니다. 개발된 바이오폴리올 및 바이오폴리우레탄은 건축 자재, 자동차 내외장재, 전자제품 부품 등 다양한 산업 분야에서 석유 기반 소재를 대체할 수 있습니다. 이는 환경친화적인 제품 개발을 촉진하고, 바이오매스 자원의 고부가가치화를 통해 새로운 시장을 창출하는 데 기여합니다. 관련 특허 등록을 통해 기술의 독창성과 상업화 가능성을 인정받았으며, 지속가능한 재료 산업의 발전을 선도할 것입니다. |
| 연구 3 | 미생물-효소 기반 바이오촉매 및 생물공학 |
| 내용 | 본 연구실은 미생물 및 효소를 이용한 고효율 바이오촉매 시스템 개발을 통해 복잡한 화학 반응을 친환경적이고 경제적으로 수행하는 생물공학 기술을 연구합니다. 이는 의약품 중간체, 정밀화학 제품, 기능성 식품 소재 등 다양한 유용 물질의 생산에 혁신적인 솔루션을 제공하는 것을 목표로 합니다. 해양 미생물 유래의 신규 효소(예: 알긴산 분해 효소, 아세틸알지네이트 에스테라아제, DEH 환원효소)를 발굴하고, 이들 효소의 활성을 극대화하기 위한 단백질 공학 및 유전자 재조합 기술을 적용합니다. 특히, 올리고알긴산 분해 효소의 내부결합 분해 활성을 향상시키거나, 특정 효소를 자성 메조포러스 실리카에 고정화하여 안정성과 재사용성을 높이는 기술을 개발했습니다. 또한, 유용생리활성 화합물 생산을 위한 고효율 당전이 생촉매 시스템을 구축하고, 키랄 에폭사이드 및 알코올 중간체 제조와 같은 정밀화학 분야에 활용되는 광학활성 바이오촉매 개발에도 집중하고 있습니다. 이러한 기술들은 기존 화학 공정의 한계를 극복하고, 복잡한 분자 구조를 선택적으로 합성할 수 있는 정교함을 제공합니다. 개발된 바이오촉매 기술은 알긴산 기반 기능성 소재, 의약품 원료, 바이오연료 전구체, KDG(2-keto-3-deoxy-gluconate) 등의 생산에 활용될 수 있습니다. 특히, 박테리아 생물막 분해 또는 제거용 소독제 조성물이나, 항생제 감수성을 증가시켜 낭성섬유증 치료 보조에 사용될 수 있는 약학 조성물 개발 가능성도 내포하고 있습니다. 이는 바이오산업 전반의 생산 효율성을 높이고, 환경 부하를 줄이는 동시에 고부가가치 제품 개발을 통해 산업 경쟁력을 강화하는 데 기여합니다. |
| 활동 내용 | [대외 활동] - C1가스 리파이너리 사업단 [총괄/세부] 책임자 [수상 내역] - 과학기술정보통신부 장관상 - 비욘드셀 학술상 |
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