[미국] 아쿠아포린 모방한 물 수송기술 개발

오스틴 대학의 엔지니어를 비롯한 국제적인 학제 간 연구팀은 담수 내 염분이나 기타 불순물을 걸러내어 깨끗한 물을 만드는 방법을 목표로 세포 간 물을 이동시키는 자연 과정을 복제하는 방법을 발견했다고 밝혔다.

나노과학분야 학술지인 『나노테크놀로지』(Nature Nanotechnology)에 발표된 논문에 따르면 물 분자들은 ‘아쿠아포린’이라는 단백질의 통로를 통해 10억분의 1초라는 짧은 시간에 세포막을 통과하는데 세포막의 여러 단백질들은 물 분자나 나트륨·칼륨 등 이온 입자들을 저마다 매우 선택적으로 통과시키는 것으로 나타났다.

이러한 생물학적 물 수송 기능을 바탕으로 개발한 인공나노미터 크기의 물수송 수로는 불필요한 분자와 원소를 효율적으로 걸러내는 막의 능력을 향상시키며, 동시에 물 수송 속도를 높여 깨끗한 공급을 만드는 것을 더 싸게 만들 수 있다.

연구진은 “인공나노미터 크기의 인공수로는 아쿠아포린과 동일한 기능을 수행할 수 있는 담수화, 수질 정화 및 분자 분리를 위한 공정이며, 아쿠아포린에 비해 약 2.5배 빠르게 물수송이 가능하다”고 밝혔다.

물수송을 위한 인공수로는 너비 3㎚(나노미터), 길이 3㎚로 멤브레인의 평방미터 당 80kg/초의 물을 통과 시킬 수 있으며 현재 상업용 담수화 멤브레인이 할 수 있는 것보다 훨씬 높은 속도로 염과 양성자를 걸러낼 수 있다.

코크렐공과대학의 토목·건축 및 환경 공학과 교수는 “이 기술은 본질적으로 소금과 양성자와 같은 다른 용질은 제외하면서 물 분자만 통과시킬 수 있는 중요한 기술”이라며 “금세기 인간이 직면한 물 부족 문제를 해결하고 깨끗한 물 생산을 위한 중요한 구성 요소가 될 것”이라고 말했다.

[출처 = Water World(https://www.waterworld.com/drinking-water/treatment/press-release/14203913/folding-channels-help-filter-transport-water) / 2021년 5월 24일]