초록:
본 연구는 아메리카왕거저리(Zophobas morio) 유래 바이오소재의 종합적 활용 가치에 관한 연구 이다. 유충을 15령까지 생장시키기 위해 전용 생육 장치를 제작하였고, agar 기반 사료를 적용한 결과 적은 섭취량으로도 정상적인 생장이 확인되었다. 이는 폐배지 및 폐음식물 기반 사료의 영양 전환 효율이 높아 환경문제 해결 가능성을 시사한다. 유충 배설물을 열분해하여 제작한 바이오차의 중금속 흡착 정도를 SEM-EDS로 측정한 결과, 다공성 구조의 바이오차가 Zn2+과 Mn2+을 효율적으 로 흡착하였다. 또한 중금속과 바이오차를 배양토에 처리하여 RcBr을 재배한 결과, 중금속만 처리 한 배양토보다 생장률은 낮았으나, RcBr의 줄기 색깔이 보라색으로 안토시아닌 색소의 발현량이 증 가하였다. 이는 바이오차의 비료로서 활용 가치와 중금속 흡착에 따른 지하수 오염 방지, 식물의 양 이온 교환을 통한 토양 정화 가능성을 시사한다. 아메리카왕거저리 유래 키토산에 LiClO4과 TiO2를 첨가해 전해질을 제작한 결과, TiO2의 과량 첨가로 고분자 사슬 간 부피가 줄고 Li+가 TiO2 표면에 흡착되어 전기전도도가 낮게 나타났다. 유충을 통해 바이오디젤을 제작하였으며, 유충 1마리당 1g 에서 약 30.8%의 수득률을 얻을 수 있었으며, 제작한 바이오디젤의 열량은 약 0.163 kcal로 미래 에너지원으로 활용 가치가 있을 것이다.
주제어: 아메리카왕거저리(Zophobas morio), 바이오차, 중금속 흡착, 배터리 전해질, 바이오디젤 I. 연구 필요성 및 목적 1. 연구 필요성 지구온난화와 기후변화는 인류 생존과 생태계의 지속가능성을 위협하는 심각한 환경문제로, 이를 완화하기 위한 탄소 중립 실현이 필수 과제가 되고 있다. agar는 빠른 성장과 높은 탄소흡수율을 지닌 비식용 자원으로, 친환경 산업 자원으로의 활용 가능성이 높다. 아메리카왕거저리는 단백질과 지방 함량이 높고 유기물 분해 및 전환 능력이 우수하여, agar를 사료 자원으로 활용할 경우 agar 의 탄소 고정 기능과 아메리카왕거저리의 생물자원 전환 능력을 동시에 활용할 수 있다. 또한 유충 유래 바이오매스로부터 제작한 바이오차는 중금속 오염 토양의 정화에 기여할 수 있다. 더불어 키토 산 기반 전해질에 이산화티타늄을 첨가하면 이온 전도도를 향상시킬 수 있고, 유충으로부터 얻은 지 질을 이용한 바이오디젤 생산은 재생 연료 확보를 통해 환경문제 해결에 기여할 수 있다. 따라서 본 연구는 해조류의 탄소 고정력과 아메리카왕거저리의 생물 전환 능력을 융합하여 폐배지를 자원화하 고, 중금속 정화, 전해질 성능 개선, 바이오연료 생산으로 확장함으로써 탄소 중립 실현에 기여할 수 있는 새로운 융합형 생물자원 활용 방안을 모색한다는 점에서 그 필요성이 크다. 2. 연구 목적 본 연구의 목표는 agar와 아메리카왕거저리를 융합하여 탄소 고정과 자원 순환형 시스템을 구축