녹색 화학 발전을 위한 신중한 접근

서로 다른 환경에서 작업하는 두 명의 화학자가 벤치에 더 친환경적인 관점을 가져오며 다른 사람들도 그렇게 할 수 있도록 힘을 실어줍니다.

2023년 12월 13일 | 6분

2000년대 초, Ettigounder (“Samy”) Ponnusamy 박사는 미국 세인트루이스에 위치한 Merck에서 과학자로 근무하고 있었습니다. 그는 월간 컨퍼런스 콜을 시작했고, 이는 그의 커리어 진로를 변경하는 결과를 낳았습니다. 월간 컨퍼런스 콜의 영향은 막대하여, 몇 년이 지난 후에도 그는 여전히 그때 걸었던 전화번호와 정확한 시간(매월 셋째 화요일 오전 8시)을 기억하고 있습니다.

Ponnusamy 박사는 뭔가 신경쓰이는 것이 있어 회의를 열었습니다. 그는 7년 동안 7개의 특허를 받는 등 신제품 개발에 재능이 있었지만 이에 만족하지 못했습니다. 업계를 둘러보면 볼수록 그는 변화를 만들 수 있는 기회가 있다는 것을 느낄 수 있었습니다. 이는 새로운 제품과 공정을 개발할 때 다르게 생각하고 더 친환경적으로 생각할 수 있는 기회였습니다.

월간 컨퍼런스 콜은 아이디어를 실행에 옮기는 중요한 단계였습니다. 적은 수의 화학자들과 함께 소규모로 시작했지만, 시간이 지남에 따라 참여자의 숫자 뿐만 아니라 관심도 함께 증가했습니다. Ponnusamy 박사는 이러한 대화가 컨퍼런스 콜에 참여하는 화학자들 뿐만 아니라 기업과 그 이상에도 가치가 있음을 깨닫기 시작했습니다. 초기의 회의 이후로 공정, 운영 및 제품에 지속 가능한 사고방식을 적용하려는 관심은 더욱 깊어졌고, 회의에서 나눈 대화는 Merck가 새로운 친환경 제품을 선보이고 더 나아가 화학 공정이 얼마나 친환경적인지 측정하는 도구를 개발하는 데 도움이 되었습니다.

친환경을 위한 발걸음

화학물질이 인간의 건강과 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 하는 녹색 화학 분야는 1990년대 초에 처음 등장했습니다. 녹색 화학은 재료 조달부터 폐기물 관리까지 그 사이의 모든 것을 포함하는 제품의 전체 수명주기를 고려하는 녹색 화학의 12가지 원칙에 따라 확립되었습니다. 원칙 자체는 광범위하게 적용이 가능하지만, 연구자들의 경우 제품이나 공정이 얼마나 친환경적인지 (또는 그렇지 않은지) 빠르게 평가하는 것은 쉽지 않습니다.

월간 컨퍼런스 콜에 참여한 Ponnusamy 박사와 다른 화학자들은 먼저 이를 직접 경험했습니다. 이들은 화학 제품이나 공정의 전반적인 친환경도를 보여주기 위한 단일 점수를 만들고자 했습니다. 마침내 이 화학자들은 생물정보학 전문가들의 도움을 받아 최초이자 유일한 도구인 DOZN을 만들어 냈습니다.

DOZN은 2019년 5월에 공개되어 빠른 호응을 얻었습니다. 이 도구는 수년에 걸쳐 많은 상을 수상했으며 현재 수천 명의 등록 사용자를 보유하고 있습니다. 이 도구는 과학자들이 의미있는 연구를 수행할 수 있도록 지원하는 동시에 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있도록 돕습니다. 화학자들이 타겟 분자를 생성하기 위해 취할 수 있는 공정은 거의 항상 하나 이상이 존재합니다. 이 다양한 합성 공정은 다른 원료를 사용하여 다른 부산물을 생성합니다. DOZN을 사용하여 화학자들은 녹색 화학 원칙을 바탕으로 이러한 접근법이 어떻게 적용되는지 직접 비교할 수 있습니다.

개발 초기 단계의 작은 변화가 대규모 생산 시 제품의 친환경성에 대한 큰 향상으로 이어지는 경우도 있습니다. 이것이 DOZN의 힘입니다.

Ponnusamy 박사에게 영감은 간단합니다. “저는 더 나은 화학자가 되고 싶고 미래의 화학자들에게 더 나은 모델이 되기를 원합니다”라고 그는 말합니다. “화학은 글로벌 지속 가능성을 변화시킬 것입니다.”

Ponnusamy 박사는 이 도구가 연구실에서 일하는 화학자들에게 유용할 것이라는 점을 알고 있었습니다. 그는 교육자들이 차세대 화학자들이 보다 친환경적으로 사고하도록 돕기 위해 학생들을 대상으로 수업과 연구실에서 이 도구를 활용할 것이라고는 상상하지 못했습니다.

수업에서의 활용

수년 간 화학 전공 학생들은 교과서의 짧은 문구나 강의 중 간략한 언급을 통해 녹색 화학에 대해 배워 왔습니다. 유기화학의 경우 학생들은 구조와 반응에 대해 습득하나, 사용한 용매나 부산물의 이후 처리에 대해서는 거의 배우지 않았습니다.

뉴펀들랜드 메모리얼 대학교에서 조교수로 재직 중인 Shegufa Shetranjiwalla 박사와 같은 교수진은 강의실, 연구실 등에서 이러한 사고방식을 바꿔나가고 있습니다. Shetranjiwalla 박사는 Ponnusamy 박사와 같은 과학자들의 도움을 통해 그 일을 하고 있습니다.

DOZN이 외부적으로 출시된 지 이제 1년에 불과하지만, Shetranjiwalla 박사는 최근 Merck와 더 깊은 관계로 발전하고 있는 글로벌 녹색 화학 교육 비영리 단체인 Beyond Benign이 주관하고 Ponnusamy 박사가 강연하는 웨비나에 참석했습니다. 이 웨비나에서 Shetranjiwalla 박사는 DOZN을 처음 접하게 되었고, 이것이 매우 중요한 역할을 했다고 볼 수 있습니다. 그때 그녀는 트렌트 대학교에서 강의를 하고 있었고, 4학년 화학 전공 학생들이 여러 실험실 공정이 얼마나 지속 가능한지 (또는 그렇지 않은지) 평가할 수 있는 방법을 찾고 있었습니다. 그녀는 12가지 녹색 화학 원칙과 기타 관련 도구를 이미 작업에 적용하고 있었습니다. Shetranjiwalla 박사는 정보에 입각한 지속 가능한 의사 결정을 위해 DOZN을 커리큘럼에 포함시켰고 학생들의 도구상자에 산업 관련 도구를 추가할 수 있었습니다.

“제 학생들은 열정적이에요. 그들은 변화를 만들고 싶어하지만 그 방법을 모릅니다”라고 박사는 말합니다. 화학 공정에서 “친환경성”을 평가하는 도구를 활용하는 것은 변화를 만들 수 있는 방법 중 하나입니다. Shetranjiwalla 박사는 학생들이 교과 과정에서 DOZN과 같은 도구를 사용함으로써 이 도구를 미래의 업무 현장에 적용하고 미래의 동료들에게 소개할 수 있기를 희망합니다. Shetranjiwalla 박사는 화학 분야 이외의 진로로 나아가는 학생들의 경우 분석적 접근 방식을 계속 이어갈 것이라고 낙관합니다.

Shetranjiwalla 박사, Ponnusamy 박사와 같은 과학자들은 본인들의 생애 중에 녹색 화학 분야가 사라지기를 바랍니다. 본인들의 노력이 흐지부지되는 것을 바라는 것이 아니라 모든 화학자들이 더 친환경적으로 생각하기를 원하는 것입니다. 젊은 화학자들이 현업을 시작할 때 녹색 화학이라는 테두리 안에서 성공적으로 업무를 수행할 수 있어야 합니다.

DOZN과 같은 도구를 통해 Merck는 이를 실현하여 녹색 화학이라는 원칙을 실천으로 옮기고 있습니다.

DOZN이란?

DOZN은 유사한 화학 물질, 합성 경로, 화학 공정의 상대적 친환경성을 비교하는 업계 최초의 정량적 도구입니다. 이 도구는 녹색 화학의 12가지 원칙을 리소스 사용 개선, 에너지 효율성, 인간 및 환경 유해 요소 최소화 등 크게 세 가지 범주로 분류합니다. Merck 과학자들은 이 도구를 사용하여 기존 제품을 리엔지니어링하고 공정이 진행되는 동안 평가합니다. 여러분도 이 도구를 사용할 수 있습니다! 전 세계 1,900명 이상의 사용자를 보유한 무료 도구를 사용하기 위해 등록하십시오.