이번에 개발된 나노캡슐의 물과 기름 분리용량은 기존에 개발된 기술보다 10배 이상 성능이 향상되었으며, 20회 이상 재활용도 가능하다.
최근 기름유출 사고로 인한 해수오염 및 해양생태계 파괴와 산업시설로부터 유출되는 폐기물의 유입을 막기 위한 물·기름의 효율적인 분리 기술 개발이 크게 주목받고 있다.
하지만 기존 기술들은 ‘물·기름 분리’를 위한 응용으로 한정됐고, 물 및 기름 속에 포함된 ‘오염물질의 정화’는 사실상 불가능했다.
공동 연구팀은 ‘친수성과 소수성은 한 표면에 양립할 수 없다’는 기존 이론을 깨고 친수·소수 물질이 한 표면에 공존할 수 있음을 실험적으로 증명했다. 이를 기반으로 친수성 코어와 양쪽성(친수성·초소수성) 쉘의 구조를 갖는 ‘실리카 마이셀’에 촉매제를 탑재해 물과 기름의 분리 및 물과 기름 속에 포함된 오염물질을 쉽게 정화할 수 있는 기술을 개발했다.
실리카 마이셀은 실리카입자와 고분자전해질의 수소결합에 의해 합성된 친수성 실리카캡슐 표면에 소수성 화학처리를 통해 제작했다.
이번 연구성과는 소수성 유기용매 하에서 일어나는 1차 알코올의 브롬화 반응 및 친수성 용매에서 일어나는 글루코스산화제의 담지반응에도 매우 높은 효율을 보여 생명 및 환경 분야에서의 활발한 응용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
이하진 박사는 “이번 성과는 오수 분리와 수 처리 같은 환경정화로의 응용과 더불어 유기합성을 위한 촉매제 및 약물담지를 위한 지지체로서 뛰어난 성능을 갖는 고효율 다기능성 소재를 제조했다는 데 의의가 있다”고 밝혔다
이번 연구성과는 재료분야 세계적 권위 저널 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈’ 10월 38호표지논문으로 게재됐다.
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
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