물 속 미세 플라스틱, 10분 만에 95% 제거하는 혁신 기술 개발: 미래 수처리 기술의 새 지평

미세 플라스틱, 보이지 않는 위협

우리가 무심코 사용하는 플라스틱, 그 미세 입자들이 수생태계를 넘어 우리 건강까지 위협하는 시대입니다. 5mm 이하의 미세 플라스틱과 1㎛ 이하의 나노플라스틱은 기존의 하수 처리 기술로는 제거가 어려워, 환경 오염의 새로운 복병으로 떠올랐습니다. 이러한 미세 플라스틱은 먹이사슬을 타고 인체에 축적될 위험까지 안고 있습니다.

 

 

 

 

자석처럼 끌어당기는 마법, 판상형 자성 나노입자의 등장

부산대학교 정성욱 교수 연구팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 판상형 철산화물(magnetite, Fe₃O₄) 자성 나노입자를 개발했습니다. 이 혁신적인 기술은 수중 미세 및 나노플라스틱을 자석처럼 끌어당겨, 단 10분 만에 95% 이상 제거하는 놀라운 효율을 보여줍니다. 이는 차세대 수처리와 환경 정화 기술에 획기적인 변화를 가져올 것입니다.

 

 

 

 

구형은 옛말, 판상형 나노입자의 비밀

기존의 구형 나노입자와 달리, 판상형 나노입자는 독특한 구조적 특징을 가지고 있습니다. 면, 모서리, 두께 방향의 구조가 서로 달라 미세·나노플라스틱과의 접촉 면적이 넓습니다. 이는 입자 간의 얽힘과 응집을 유도하여 흡착 효율을 극대화하는 핵심 원리입니다. 마치 자석이 쇠붙이를 끌어당기듯, 판상형 나노입자는 미세 플라스틱을 효과적으로 제거합니다.

 

 

 

 

동적 감금, 고효율 제거의 비밀 병기

연구팀은 외부 자기장을 가했을 때 자화된 판상형 나노입자들이 응집되면서 ‘에어포켓’ 공간을 형성하고, 여기에 미세·나노플라스틱을 가두는 ‘동적 감금(dynamic confinement)’ 현상을 규명했습니다. 이 독창적인 메커니즘은 짧은 시간 안에 고효율로 미세 플라스틱을 제거하는 핵심 원동력입니다.

 

 

 

 

친환경 기술, 지속 가능한 미래를 열다

연구팀은 판상형 자성 나노입자 표면을 다양한 화학적 기능기로 개질하여 제거 효율을 최적화하고, 나노입자의 회수와 재활용이 가능한 친환경 공정을 개발했습니다. 이는 지속 가능한 미세·나노플라스틱 제거 기술로의 상용화 가능성을 높여, 미래 사회의 환경 문제 해결에 기여할 것입니다.

 

 

 

 

연구의 의의와 전망

정성욱 교수는 “수십에서 수백 나노미터 크기의 초미세 플라스틱은 인체 건강을 위협하는 새로운 환경 문제로 떠오르고 있지만, 기존 필터 기반 수처리 기술로는 한계가 있었다”고 말하며, 이번 기술이 초미세 오염물질을 짧은 시간 안에 고효율로 제거할 수 있는 혁신적인 대안이 될 것이라고 강조했습니다. 이 기술은 차세대 수처리와 환경 정화 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것입니다.

 

 

 

 

핵심만 콕! 미세 플라스틱 제거 기술의 혁신

부산대 연구진이 개발한 판상형 자성 나노입자 기술은 수중 미세 플라스틱을 10분 만에 95% 이상 제거하는 획기적인 기술입니다. 이 기술은 환경 오염 문제 해결에 기여할 뿐만 아니라, 지속 가능한 미래를 위한 중요한 발걸음이 될 것입니다.

 

 

 

 

자주 묻는 질문과 답변

Q.이 기술은 실제로 상용화될 수 있을까요?

A.연구진은 나노입자의 재활용이 가능한 친환경 공정을 개발하여 상용화 가능성을 높였습니다. 앞으로 지속적인 연구와 투자를 통해 더욱 발전될 것으로 기대됩니다.

 

Q.이 기술이 다른 수처리 기술과 비교했을 때 어떤 장점이 있나요?

A.기존의 수처리 기술로는 제거하기 어려웠던 초미세 플라스틱을 짧은 시간 안에 고효율로 제거할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다. 또한, 친환경적인 공정을 통해 지속 가능한 기술을 구현했다는 점도 주목할 만합니다.

 

Q.이 기술이 우리 삶에 어떤 영향을 미칠까요?

A.미세 플라스틱으로 인한 수질 오염 문제를 해결하고, 깨끗하고 안전한 물을 확보하는 데 기여할 것입니다. 또한, 인체 건강을 위협하는 환경 문제 해결에도 도움이 될 것입니다.