[매일일보 박성수 기자] 포스텍(포항공과대학교)은 나노섬유막으로 대용량 물기름을 고속 분리할 수 있는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
포스텍 기계공학과 통합과정 홍성경 씨와 임근배 교수팀이 충남대학교 기계공학부 조성진 교수 연구팀과의 공동 연구로 고속으로 대용량의 물기름을 분리할 수 있는 기술을 개발했다.
연구팀은 물·기름 혼합물을 연속해서 고속으로 99% 정확하게 분리할 수 있는 기술을 개발해 해양 기름 오염 확산을 효과적으로 막고 산업 유폐수도 안전하게 처리할 수 있게 됐다.
지금까지 해상에 기름이 유출되면 기름이 퍼지는 것을 막기 위해 오일펜스를 활용하거나 분산제를 뿌려 기름 입자를 바다 밑으로 가라앉게 하는 방법을 주로 사용했다. 오일펜스의 경우 해수의 흐름, 바람과 파도 등 환경에 의해 많은 영향을 받고, 분산제의 경우 화학약품을 사용하기 때문에 환경오염에 대한 문제가 있었다.
연구팀은 물기름 혼합물을 연속적이고 고속으로 분리하고자 물 속에서 기름이 스며들지 않는 수중 초발유성 셀룰로스 기반의 나노섬유 멤브레인(막)을 제작했고, 실험결과 물기름 혼합물이 99% 이상 정확하게 분리됨을 확인했다.
셀룰로오스는 강력한 내화학성과 친수성, 수중 초발유성 등의 성질로 기름에 쉽게 오염되지 않고, 중력만으로도 반복해서 물과 기름 분리를 고속으로 진행할 수 있는 장점이 있다.
연구팀은 다공성 구조를 가진 셀룰로스 나노 섬유 멤브레인(NFC membrane, Nanofibrous cellulosic)을 수중 전기방사식으로 제작했다. NFC 멤브레인은 구멍이 많은 다공성 구조로 액체를 더 잘 흡수하고 빠른 반응을 보여주는데, 중력만으로도 쉽게 물기름 분리를 진행할 수 있을 뿐만 아니라, 30킬로파스칼(kPa)의 추가적인 기계 압력을 걸면 1분에 2000리터의 물기름을 분리할 수 있다.
손바닥만 한 필터로 우리가 흔히 마시는 커피 전문점 종이컵 크기인 300mL의 물기름을 단 1초 만에 정화할 수 있는 것이다. 이는 현존하는 연구 중 최상위권의 속도로 이 기술이 상용화된다면 해양 오염과 같은 촌각을 다투는 물기름 분리 처리에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 전망된다.
한편 한국연구재단의 지원으로 수행한 이 연구는 나노분야 저명 학술지인 나노스케일(Nanoscale)에 실렸다.
