이상준 POSTECH 교수팀, 맹그로브 뿌리 생체모방···후처리 공정 필요 없어
"저렴한 비용의 안정적 해수담수화 기술 대중화 기대"···'ACS Nano' 게재

 맹그로브 뿌리(rhizophora styrosa)와 유사한 표면 제타 전위를 갖는 멤브레인이 이온용액과 만나면 멤브레인의 표면에 이온 농도 희박층이 형성돼 물은 멤브레인을 통과하고 이온들은 대부분 걸러지게 된다.(가운데) 개발한 멤브레인에 의해 약 96.5%의 염분이 제거됐다.(오른쪽) <자료=미래부 제공>
맹그로브 뿌리(rhizophora styrosa)와 유사한 표면 제타 전위를 갖는 멤브레인이 이온용액과 만나면 멤브레인의 표면에 이온 농도 희박층이 형성돼 물은 멤브레인을 통과하고 이온들은 대부분 걸러지게 된다.(가운데) 개발한 멤브레인에 의해 약 96.5%의 염분이 제거됐다.(오른쪽) <자료=미래부 제공>
국내 연구진이 식물 뿌리를 모방해 해수담수화 기술을 개발했다. 

미래창조과학부(장관 최양희)는 이상준 POSTECH 교수 연구팀이 바다 염생식물 뿌리의 메커니즘을 모방해 별도 후처리 공정이 필요 없는 생체모방형 해수담수화 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 

지구상에 존재하는 물 대부분이 바닷물로 이를 담수화해 물 부족 문제를 해결하고자 하는 노력이 지속되고 있지만 기존 해수담수화 방법은 에너지가 과대하게 사용돼 제3국가나 오지에는 설치하기 어려운 것이 단점이다. 

연구팀은 소금기가 많은 지역에서 자라는 염생식물인 맹그로브 뿌리를 생체모방해 후처리 공정 없이 지속적으로 해수를 담수화 할 수 있는 기술을 구현했다. 

연구팀은 인공적으로 제작한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 멤브레인(여과막)에 양전하를 갖는 물질과 음전하는 갖는 물질을 여러 층으로 씌워 맹그로브 뿌리와 유사한 정전기적 특성을 갖는 생체모방형 담수화 멤브레인을 만들었다. 

개발한 생체모방형 멤브레인을 이용해 100밀리몰(mM)의 염화나트륨(NaCl) 수용액을 필터링한 결과 96.5%의 염분이 걸려졌다고 연구팀은 설명했다. 

또 멤브레인을 이용해 필터링 횟수를 늘리면 실제 바닷물(약 310mM)도 토출 유량(막을 통과해 나오는 유체의 양) 2.3리터로 담수화시킬 수 있음을 확인했다.

제작과정이 간단하고 작은 규모의 설비로 구동이 가능해 개발도상국, 오지와 같은 작은 마을에서도 활용이 가능할 것으로 보인다. 

이상준 교수는 "이번 연구성과는 맹그로브 뿌리의 물 정화 매커니즘을 생체모방한 새로운 멤브레인 기술을 도출해 해수를 담수로 바꾸는 기술을 개발한 것"이라며 "향후 해수 담수화를 통해 생활용수, 농업용수, 식수를 바닷물로부터 보다 효과적으로 얻을 수 있을 것"이라고 말했다. 

이번 연구는 미래부 기초연구사업(개인연구) 지원으로 수행됐다. 연구성과는 국제적인 학술지 '에이씨에스 나노(ACS Nano)' 지난달 27일자에 실렸다.

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