나노기술…바닷물을 먹는 물(담수)로 바꿨다

국내 연구팀 맞춤형 기술 개발

▲분자층상조립(molecular layer-by-layer)기술을 이용한 분리막 제조 방식.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 나노기술을 이용해 바닷물을 먹는 물(담소)로 바꾸는 기술을 개발했다. 바닷물을 먹을 수 있는 물로 바꾸는 분리막의 구조와 성능을 필요에 알맞은 맞춤형이다. 앞으로 전 세계 물 부족 문제 해결에 큰 몫을 할 것으로 기대된다.

기존의 해수를 담수로 만드는 역삼투 분리막 제조기술은 분리막의 물리·화학적 구조를 제어하기 어려워 분리막의 성능과 내구성을 높이는데 한계가 있었다. 역삼투는 해수가 지닌 삼투압 이상의 압력을 가했을 때 해수속의 염분이 분리막에 의해 걸러져 담수로 전환하는 현상을 말한다.

이런 단점을 극복하기 위해서는 분리막의 이송구조를 원하는 대로 만들어 성능과 효율을 극대화하려는 연구가 필요했다. 이송구조는 물질과 분자가 전달되는 채널과 같은 구조를 말한다.

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

이번 연구는 지금까지 연구자들이 밝혀내지 못한 분리막의 구조와 성능간의 관계를 규명했다는 점에서도 의미가 있다. 연구팀은 분리막의 두께와 화학구조를 독립적이고 체계적으로 변화시켜 분리막의 성능을 분석함으로써 최적의 분리성능을 보이는 화학구조를 규명해 분리막의 '구조?물성?성능' 관계를 밝혔다.

고려대 이정현 교수 연구팀이 미래창조과학부가 추진하는 기초연구사업(신진연구자지원)의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 나노 분야 권위지인 ACS Nano 온라인판 1월 5일자(논문명: Tailor-Made Polyamide Membranes for Water Desalination)에 실렸다.

이 교수는 "이 기술은 분리막의 구조를 자유자재로 변형시켜 성능과 내구성을 높일 수 있는 기존의 선진 분리막 제조사가 보유한 기술과 차별화된 기술"이라며 "앞으로 해수담수화와 수처리 분리막 시장에서 국내기술의 점유율을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.