화석연료를 캡처하지만 물은 통과시키는 새로운 금속 네트 덕분에, 기름 유출물을 청소하는 것이 더 쉬워질 전망이다.

 

미국 오하이오 주립 대학교 과학자들이 자연적으로 수분을 거부하는 연꽃잎의 울퉁불퉁한 표면에 부분적으로 영감을 받아 스테인리스 스틸 메시에 거의 보이지 않는 기름-거부용 코팅을 적용함으로써 신기술을 개발했다.

 

연구진들은 이 스테인리스 스틸 메시를 통해 기름과 물의 혼합물을 부은 후에 그 결과를 실증화해 보였다. 물은 그 메시를 통해 필터링되었지만, 기름은 메시의 상부에 수집되고 각도가 주어지면 쉽게 굴러 떨어졌다.

 

“만약 이 시스템의 규모를 크게 하면, 당신은 아마도 이 네트로 기름 찌꺼기를 필터링할 수 있을 것”이라고 선임 연구원인 바랏 부샨(Bharat Bhushan) 교수는 말했다. 또한, 이 기술은 지하에 매장된 석유의 검지와 추적에도 사용될 수 있을 것이다.

 

수분이 아닌 기름을 거부하는 연꽃잎의 성질과는 반대되는 표면을 창조하기 위해, 부샨(Bhushan) 교수와 펠로우 연구원인 필립 브라운(Philip Brown)씨는 액체의 표면 특성을 변화시키는 특성을 가진 물질인 계면활성제(surfactant) 분자로 임베딩된 폴리머로 울퉁불퉁한 표면을 덮었다.

 

과학자들은 불규칙하게 울퉁불퉁한 표면을 창조하기 위해 스테인리스 스틸 메시 위에 미세한 이산화규소 나노입자를 뿌리고 그 위에 폴리머와 계면활성제로 층을 만들었다.

 

이산화규소, 계면활성제, 폴리머 그리고 스테인리스 스틸은 모두 비독성이며 상대적으로 저렴하여, 1평방피트당 1달러 미만의 가격으로 큰 메시를 만들 수 있을 것이라고 브라운(Brown)씨는 말했다.

 

코팅은 불과 몇 백 나노미터 두께를 유지하기 때문에, 거의 검지가 불가능하다. 이것은 약 70% 정도 비율로 투명하기 때문에, 대부분의 창문이나 스마트폰 디스플레이 정도는 아니지만 거울과 같이 일부 자동차 유리분야에 적용될 수도 있을 것이다.

 

“우리의 목표는 90% 정도까지 투명도를 높이는 것이다. 우리가 개발한 코팅 기술에서, 레이어에 포함되는 첨가물의 다양한 결합은 다른 특성을 발휘할 수 있다. 문제는 정확한 레이어를 선택하는 것”이라고 부샨(Bhushan) 교수는 발표에서 말했다.

 

그는 “우리는 자연이 이 문제를 해결하기 위해 어떠한 방법을 사용하는지를 이해하기 위해 나뭇잎부터 나비의 날개와 상어의 피부까지 매우 많은 자연적인 표면에 대한 연구를 진행했다. 이제, 우리는 자연이 하는 방식을 뛰어넘어 새로운 문제를 해결하고자 한다”고 덧붙였다.

 

이 연구결과는 [Nature Scientific Reports]에 두 개의 논문으로 발표되었다.

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 4월 20일] 

 

Cleaning up oil spills could become easier thanks to a new steel net that captures the fossil fuel but lets water pass through.

 

Scientists at the Ohio State University in the US created the technology by applying a nearly invisible oil-repelling coating to a stainless steel mesh, inspired partly by the bumpy surface of lotus leaves that naturally repel water.

 

The researchers demonstrated the mesh by pouring a mixture of oil and water through it. The water filtered through while the oil collected on top of the mesh and rolled off easily when it was tilted.

 

“If you scale this up, you could potentially catch an oil spill with a net,” said research leader Prof Bharat Bhushan. The technology could also be used to detect and track oil deposits underground.

 

To create a surface that does the opposite of lotus leaves – repels oil rather than water – Bhushan and fellow researcher Philip Brown covered a bumpy surface with a polymer embedded with molecules of surfactant – a substance that changes the surface properties of a liquid.

 

The scientists sprayed a fine dusting of silica nanoparticles onto the stainless steel mesh to create a randomly bumpy surface and layered the polymer and surfactant on top.

 

The silica, surfactant, polymer, and stainless steel are all non-toxic and relatively inexpensive, said Brown, estimating that a larger mesh net could be created for less than a dollar per square foot.

 

Because the coating is only a few hundred nanometers thick, it is almost undetectable. It is around 70 per cent transparent and so could also work for certain automotive glass applications, such as mirrors, but not most windows or smartphone surfaces.

 

“Our goal is to reach a transparency in the 90 per cent range,” Bhushan said in a statement. “In all our coatings, different combinations of ingredients in the layers yield different properties. The trick is to select the right layers.”

 

He added: “We’ve studied so many natural surfaces, from leaves to butterfly wings and shark skin, to understand how nature solves certain problems. Now we want to go beyond what nature does, in order to solve new problems.”

 

The research is described in two papers in Nature Scientific Reports.

 

[원문출처 : http://www.theengineer.co.uk/energy/news/oil-catching-net-could-help-clean-up-pollution/1020220.article]