멕시코 연구진은 나노필터를 이용하여 중금속 등 다양한 오염을 제거할 수 있는 새로운 연구결과를 최근 발표했다. 이번 연구는 물의 정화에서부터 비롯하여 석유화학이나 섬유 산업에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
폐수에서 중금속을 제거하는 종래의 기술은 일정한 한계를 가지고 있다. 사실 중금속으로 오염된 물을 완전히 정화하는 것은 거의 불가능에 가깝다. 이번에 멕시코의 연구진이 저렴하면서도 고효율의 새로운 중금속 제거기술을 개발하는데 성공했다. 연구진은 덴드리머라는 새로운 구조체를 설계하였다. 이번의 다공성 소재는 중금속 필터에서부터 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
멕시코 폴리머국립연구소(National Polytechnic Institute, IPN)의 Monter Ramirez 교수 연구진은 덴드리머 구조체를 설계하여 이를 물 속의 중금속 제거를 위한 필터로 사용했다. 덴드리머 구조는 복잡한 지하철 망이나 여러 갈래로 뻗은 나뭇가지 모양을 하고 있는 분자로 구성되어 있다.
“덴드리머는 마이크로필터 멤브레인 전체에 골고루 분산되어 부착되어 있다. 일반적으로 다공성의 물질의 얇은 막은 그 기공의 크기로 인한 문제로 중금속을 함유하기는 적합하지 않다. 이번에 개발된 구조체가 중금속 이온을 포집하는 것은 마치 바다생물 아네모네가 하는 것과 같은 원리이다. 아네모네는 촉수를 사용하여 자기의 먹이를 잡는다. 덴드리머 가지들은 아네모네와 같이 주위의 오염물질을 포획한다”고 연구진을 설명했다.
연구진은 덴드리머를 마이크로 필터 멤브레인에서 나노필터 멤브레인으로 변환했다고 밝혔다. 이러한 덴드리머의 구조적인 변경으로 인한 장점은 중금속 물질을 완벽하게 포집하는 동시에 다시 배출하는 것이 가능해서 여러 번 이러한 물질을 재사용이 가능하다는 것이다. 연구진은 이번에 개발된 덴드리머 필터를 “나노구조 브로멜리아(Nanoestructurados Bromelia)”라고 불렀다. 이번 연구에서는 중금속을 포집하는 동시에 효과적으로 이를 배출하는 기술이 결합되었다.
“이번 연구는 환경 보존과 관련되어 있어서 여러 단체로부터 지원을 받고 있다. 오염된 물의 정수에 나노기술을 적용한 이번 연구에 대한 상업적인 활용에 대해서 멕시코오일과 같은 여러 회사들이 검토를 진행하고 있다”고 Monter Ramirez 교수는 밝혔다. 이번 연구는 석유화학을 비롯하여 섬 산업의 오염 물질의 제거하는 데에도 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 현재 여러 회사들이 이러한 나노필터의 사용을 통해서 오염물질을 제거할 수 있기를 바란다고 밝혔다.
멕시코에서 중금속의 문제는 여러 광산 및 오일 산업을 비롯하여 환경 운동가들에게 있어서도 매우 중요한 문제가 되고 있다. 분명한 것은 모두가 이러한 중금속 오염으로부터 멕시코를 보호하기를 모두가 원한다는 것이다. 이번 연구가 이러한 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 수 있기를 바란다고 연구진은 밝혔다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 6월 9일]
[원문보기]
New nanofiltration technology successfully removes heavy metals in water
The methods traditionally used to remove heavy metals from wastewater have limitations because they only withdraw a certain percentage and the remaining amount is very difficult to remove. This motivated a young graduate researcher at the National Polytechnic Institute (IPN) in Mexico, Gabriel Ramirez Monter, to create a technology capable of removing such contaminants at low cost and with an efficiency that surpasses existing technologies.
According to Monter Ramirez, this project led him to design some structures called dendrimers, which are highly branched molecules with shape similar to a shrub or a tree with multiple branches.
"Dendrimers adhere and spread on a microfiltration membrane; ie, thin sheets of porous material that are not normally capable of retaining heavy metals due to its pore size.
Once placed, it achieves total removal of heavy metal ions in the same way a marine anemone would act, using tentacles to concentrate and catch food; in this case, the branches of the dendrimers capture pollutants, "says the researcher.
He explains that through dendrimers the team converted a microfiltration membrane into a nanofiltration one.
"Another advantage of these structures is that they can be washed and reused, plus the captured metals are removed without problem."
Highlighting his business plan, which he called “Nanoestructurados Bromelia”, it integrates his master's work, led by Dr. Irina Victorovna Lijanova attached to the Centre for Research and Technological Innovation (CIITEC) of the IPN, which has optimized technologies for removal of heavy metals.
Currently, the entrepreneurial project is linked to the company “Nanotecnología México” that specializes in nanomaterials with applications for the environment and is a leading provider of Mexican Oil (Pemex) in the refining area for sewage cleanup. "The firm was interested in the development of this technology and its commercialization," said Monter Ramirez.
"In Mexico, the problem of heavy metals is associated with industrial progress and important economic activities such as mining or even the oil industry, in both refining and petrochemicals; those are the markets we want to focus on,” he stresses.
즐겨찾기 추가 
시작페이지로 설정
