▲ 이정현 고려대학교 화공생명공학과 교수 .

국내 연구진이 나노기술을 기반으로 만든 해수담수화 분리막 기술로 향후 전세계 물 부족 문제에 기여할 것으로 보인다.

미래창조과학부(장관 최양희)는 이정현 고려대 연구팀이 나노기술을 이용해 바닷물을 먹을 수 있는 물로(담수) 바꾸는 분리막의 구조와 성능을 필요에 맞게하는 맞춤형으로 설계하는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

기존의 해수를 담수로 만드는 역삼투 분리막 제조기술은 분리막의 물리적·화학적 구조를 제어하기 어려워 분리막의 성능과 내구성을 높이는데 한계가 있었다.

따라서 분리막의 물질과 분자가 전달되는 채널 같은 이송구조를 원하는 대로 만들어 성능과 효율을 극대화하려는 연구가 활발히 진행됐다.

연구팀은 아이들이 블록을 쌓아 구조물을 만들 듯이, 분자들을 교차로 쌓아 조립해 여러 층의 얇은 막을 만드는 나노기술(분자층상조립기술)로 분리막의 구조와 성능을 원하는 대로 제조할 수 있는 기술을 개발했다.

특히 이 기술로 제조된 분리막은 기존에 비해 염분 제거율은 동일하면서도 물 투과율을 80%이상 향상시켰다.

또한 이번 연구는 지금까지 연구자들이 밝혀내지 못한 분리막의 구조와 성능간의 관계를 규명했다는 점에서 의미가 있다.

연구팀은 분리막의 두께와 화학구조를 독립적이고 체계적으로 변화시켜 분리막의 성능을 분석함으로써 최적의 분리성능을 보이는 화학구조를 규명하여 분리막의 ‘구조-물성-성능’ 관계를 밝혔다.

이정현 교수는 “이 기술은 분리막의 구조를 자유자재로 변형시켜 성능과 내구성을 높일 수 있는, 기존의 선진 분리막 제조사가 보유한 기술과 차별화된 기술로써, 향후 해수담수화 및 수처리 분리막 시장에서 국내기술의 점유율을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구사업(신진연구자지원)의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 나노 분야 권위지인 ACS Nano 온라인판(1월 5일자)에 게재됐다.

▲ (左)분자층상조립 기술로 제조한 분리막, 두 유기단량체를 반복적층해 고밀도 분리막을 제조했다.(右)분자층상조립기술을 이용해 제조된 분리막의 주사전자현미경 단층 이미지 .