과학 포털 iKAOS

[역사 속 화학사전] 굶주림과 싸워온 인류의 역사

불과 200년 전만 해도 인류에게 굶주림은 전쟁만큼이나 거대한 위협이었습니다. 1800년대 10억 명 미만이었던 세계 인구는 20세기 초 16억 명을 넘어 기하급수적으로 증가하기 시작했습니다. 맬서스의 경고처럼 인구 증가 속도를 식량 생산이 따라가지 못하는 절체절명의 위기 상황에서 인류는 생존을 위한 해답을 화학에서 찾기 시작했습니다. 초기 화학자들은 질소와 인, 칼륨 등의 영양소를 작물이 흡수할 수 있는 비료로 합성하며 농업 생산성을 높이는 새로운 시대를 열었습니다. 1900년대 초 프리츠 하버는 공기 중의 질소를 이용해 암모니아를 합성하는 데 성공하며 혁신적인 전환점을 마련했습니다. 하지만 실험실 수준의 성과를 대량 생산 체계로 바꾸는 것은 또 다른 도전이었으며, 이를 현실화한 인물이 바로 카를 보슈였습니다. 하버의 화학적 발견과 보슈의 공학적 설계가 결합한 하버-보슈 공정은 단위 면적당 곡물 수확량을 극대화하며 인류를 기아의 공포에서 해방시켰습니다. 이 공로로 두 사람은 각각 노벨 화학상을 수상하며 과학이 인류의 생존에 기여한 위대한 사례를 남겼습니다. 비료의 발전과 더불어 작물 보호제 또한 농업 생산성 향상에 결정적인 역할을 했습니다. 19세기 말 포도 노균병을 막아낸 보르도액을 시작으로 1930년대부터는 합성 살충제와 살균제, 제초제가 본격적으로 보급되었습니다. 이러한 화학 기술의 발전은 작물을 해충과 질병으로부터 보호하여 안정적인 식량 공급을 가능하게 했습니다. 오늘날 우리가 누리는 풍요로운 식탁은 자연의 한계를 극복하기 위해 끊임없이 연구해 온 수많은 과학자의 집념과 농업 기술이 어우러져 만들어낸 값진 결과물이라 할 수 있습니다. 최근에는 작물 보호제가 환경과 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위한 노력이 이어지고 있습니다. 한국화학연구원은 막대한 비용과 시간이 소요되는 작물 보호제 분야에서 국가적 차원의 연구를 주도하며 친환경 신물질 개발에 앞장서고 있습니다. 특히 2004년부터 시작된 순수 국내 기술 연구를 통해 메타미포프와 같은 혁신적인 제초제를 탄생시켰습니다. 이 물질은 잡초만을 효과적으로 제거하면서도 벼에 대한 안전성을 획기적으로 개선하여 중국과 동남아시아 등 해외 시장에서도 그 기술력을 널리 인정받고 있습니다. 한국화학연구원은 저항성 잡초 문제를 해결한 신물질 테라도를 통해 글로벌 시장에서의 경쟁력을 한층 더 강화했습니다. 테라도는 미국과 브라질을 포함한 전 세계 10여 개국에 출시되어 막대한 매출을 기록하며 한국 화학 기술의 위상을 높이고 있습니다. 기후 변화와 지정학적 위기로 인해 식량 안보의 중요성이 그 어느 때보다 강조되는 지금, 독자적인 원제 개발 기술은 우리 식탁을 지키는 든든한 방패가 됩니다. 공기에서 빵을 만들어낸 역사적 도전처럼 실험실에서의 작은 발견이 미래 식량 혁명의 소중한 씨앗이 될 것입니다.

진짜 돈 되는 K-제초제의 등장!

기후 변화와 잡초의 진화로 인해 기존 제초제들의 효과가 점차 줄어드는 추세입니다. 특히 세계적으로 가장 많이 쓰이는 글리포세이트조차 잡초들이 내성을 갖게 되면서 농가에서는 큰 어려움을 겪고 있습니다. 과거의 약제들은 특정 잡초에만 효과가 있거나 토양에 오래 잔류하여 다음 작물에 피해를 주는 등의 한계가 있었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존 물질을 대체할 수 있는 새롭고 강력하면서도 안전한 제초제의 등장이 절실해진 상황입니다. 한국화학연구원이 개발한 '테라도'는 이러한 농촌의 고민을 해결하기 위한 혁신적인 결과물입니다. '황금의 땅'이라는 뜻을 담은 이 제품은 PPO 저해 비선택성 제초제로, 모든 잡초를 효과적으로 제거하면서도 작물에 대한 안전성이 뛰어납니다. 특히 미국이나 브라질과 같은 대규모 농업 국가에서 콩이나 옥수수를 심기 전 잡초를 제거하는 용도로 각광받고 있습니다. 기존 제품 대비 탁월한 안전성과 효능은 글로벌 시장에서 테라도가 선택받는 핵심적인 이유가 되고 있습니다. 테라도는 2018년 국내 등록 이후 글로벌 시장으로 보폭을 넓혀 현재 연 매출 1,000억 원이 넘는 성과를 거두고 있습니다. 이는 팜한농 해외 매출의 상당 부분을 차지하며 기업의 든든한 기둥 역할을 하고 있습니다. 이러한 성공의 배경에는 한국화학연구원과 팜한농의 13년에 걸친 끈끈한 공동 연구가 있었습니다. 원천 물질 개발부터 제품화까지 두 기관은 마치 부부처럼 서로 의지하며 치열한 논의와 협력을 거듭해 왔으며, 이는 국내 화학 산업의 성공적인 협력 모델로 평가받습니다. 개발 과정은 결코 쉽지 않았습니다. 한국화학연구원은 2,000종이 넘는 화합물을 직접 설계하고 합성하며 제초 효과가 가장 우수한 물질을 선별해냈습니다. 연구원 내 온실에서 수많은 테스트를 거쳐 원천 기술을 확보했고, 이후 팜한농은 다양한 환경 조건에서의 안전성 데이터를 구축하며 시장 진입을 준비했습니다. 특히 한여름 옥상에서 햇빛에 의한 물질 분해 과정을 직접 분석하는 등 연구원들의 헌신적인 노력이 있었기에 세계적인 경쟁력을 갖춘 제품이 탄생할 수 있었습니다. 테라도의 성공은 국내 농약 산업 전반에 활력을 불어넣고 있습니다. 정부 차원에서도 신물질 농약 개발에 대한 지원을 확대하는 계기가 되었으며, 이를 통해 다양한 기업과 연구소가 새로운 도전에 나설 수 있게 되었습니다. 현재는 과수 농가에 막대한 피해를 주는 과수화상병 방제제 개발 등 새로운 연구가 활발히 진행 중입니다. 앞으로 5년 이내에 더욱 혁신적인 방제 기술들이 현장에 보급되어 전 세계 농민들의 삶을 더욱 풍요롭게 만들 수 있기를 기대해 봅니다.