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영국 에버테이던디대학,
활성탄 직물로 오염물질 제거 연구
평범하게 보이는 직물이 극소량으로 존재하는 독성물질도 여과 및 파괴시키는 데 이용될 수 있다고 영국 에버테이 던디 대학(University of Abertay Dundee) 연구진은 밝혔다.
연구진은 새로운 활성탄 직물(activated carbon cloth)이 수산기(hydroxyl radical)라고 명명되는 매우 활성이 강한 화학 물질을 생성하는 데 이용될 수 있다는 사실을 발견했다. 수산기는 매우 불안정하여 비록 ppm 단위로 아주 낮은 농도를 함유하고 있더라도 오염물질과 순식간에 반응한다. 활성탄 직물은 애초 포톤다운 군 연구소(Porton Down military research facility)에서 개발했다.
저렴한 재료는 병원 같은 곳에서 소규모로 폐기물을 여과하는 데 이용되거나 광범위한 산업적 규모에서 수질 시스템 및 인간 건강에 위험을 초래하는 박테리아를 사멸시키는 데 요구되는 검출이 어려운 화학 물질을 제거하는 데 이용될 수 있다.
에버테이 던디 대학 응용환경과학부 학장인 David Bremner 교수는 분말이나 입자 형태의 활성탄(activated carbon)이 어떻게 이용될 수 있는가에 관한 연구는 많이 수행되어 왔다고 밝혔다. 그러나 연구진이 발견한 방법은 다수의 실제적인 장점을 갖는 직물 형태로 이용하는 방안이라고 Bremner 교수는 지적했다.
활성탄 직물은 매우 낮은 농도로 유해하거나 불쾌한 분자를 제거하는 믿을 수 없을 만큼 높은 민감도를 지닌 필터로 이용될 수 있는 다양한 응용 분야가 있다고 Bremner 교수는 밝혔다.
연구진은 또 활성탄 직물을 오존(ozone, O3) 기체와 접목하여 유해한 유기 물질을 제거하는 데 이용될 수 있다는 사실을 발견했다. 이러한 발견은 폐기물 처리의 안전성에 한층 더 접근한 것이며, 현재 새로운 활성탄 직물을 이용할 수 있는 보다 더 실용적인 응용 개발에 대한 연구를 수행하고 있다고 Bremner 교수는 밝혔다.
초기 연구는 의료용 크린 룸, 정수 필터, 진보된 창상 드레싱(wound dressings) 등에 이용될 수 있는 다양한 재료를 생산하는 기업인 Carbon Filter Technology사와의 지식이전 파트너십(KTP; knowledge-transfer partnership)의 일환으로 수행됐다.
회사 책임자인 Ian Johnson은 활성탄 직물이 대기, 기체 또는 폐수 같은 용액 등으로부터 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다고 밝혔다.
연구진이 개발한 새로운 직물은 약한 반데르발스 힘(Van der Waals forces)을 통하여 표면 위에 유기 분자를 흡수하는 수많은 작은 기공을 지니고 있다. 직물의 표면 위에 유기 분자가 흡착된 이후 오염물질은 탄소 직물(carbon cloth)의 표면 위에서 산화제인 오존과 반응하여 오염물질을 더 작은 분자 또는 심지어는 이산화탄소와 물로 전환시킨다. 탄소 직물은 실제로 오염물질을 분해시키는 반응을 촉진하는 촉매로 작용한다.
Johnson은 에버테이 던디 대학 연구진과 함께 개발 중인 응용 분야가 매우 흥미로운 것이며, 실생활에 직접 이용할 수 있을 것이라고 덧붙였다. 병원의 환자 및 산업 각 분야의 기업들이 이러한 중요한 연구의 혜택을 입게 될 것이라고 Johnson은 밝혔다.
1980년대 포톤다운 군 연구소에서 수행된 활성탄 직물에 대한 최초의 연구는 화학적 공격으로부터 병사들을 보호할 수 있는 재료의 개발에 초점을 맞추었다. 오늘날 이러한 직물에 대한 보다 더 설득력 있는 이용 중 하나는 군대를 위한 화생방전(CBR; chemical, biological and radiological warfare)에 적합하다는 것이다.
다른 응용 분야로는 폐수가 하수 시스템으로 유입되기 전 폐수에서 항생제 같은 약물의 제거, 자택 요양 또는 병원에서 사용되는 대변 봉투(ostomy bag)에서 발생하는 불쾌한 악취 제거, 민감한 도구를 보호하기 위한 우수한 흡착 재료로의 이용 등이 포함된다.
이 연구는 최근 Water Science & Technology 저널에 게재됐다.
※출처: 녹색기술정보포털
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