KIST, 산업폐수에서 유가금속 회수 '섬유기반 흡착 소재' 개발...독성 물질 최소화 A Self-Regenerable Fiber Sloughing Its Heavy Metal Skin for Ultra-High Separation Capability
소재의 교체 및 재생이 필요 없어
독성 화학물질과 에너지 사용 최소화
도금, 반도체, 자동차, 배터리, 신재생에너지 등 다양한 산업에서 발생하는 폐수 내 유가금속을 회수하기 위한 기술은 환경보호뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 중요하다. 우리나라에서는 주로 폐수에 화학물질을 첨가해 중금속 이온을 산화물 형태로 석출시키는 방식을 사용하는데, 이 과정에서 유해 화학물질이 유출되는 등 사고가 잇따르고 있어 보다 친환경적인 기술 개발이 필요한 상황이다.
이런 가운데 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 물자원순환연구단 최재우 박사팀이 금속을 흡착한 후 결정화하는 방식으로 수중의 금속 이온을 회수하고, 회수된 금속 결정은 스스로 탈착되어 자가 재생이 가능한 섬유형 금속 회수 소재를 개발했다고 밝혔다.
KIST 연구팀은 섬유 형태의 소재 표면에 특정 화학기능기를 고정하면 수중 금속 이온이 결정화되는 현상을 활용하는 한편, 형성된 결정을 떼어내는 기술을 도입해 반영구적으로 사용할 수 있는 흡착 소재를 개발했다. 구리 이온으로 실험했을 때 기존 흡착제의 최대 흡착량은 약 1,060mg/g에 불과하지만, 개발된 소재를 활용하면 무한대에 가까운 흡착성능을 확보할 수 있다.
또한 기존 고기능성 흡착제는 수 나노미터에서 수십 마이크로미터로 지름의 작은 알갱이 형태로 되어 있어 수중에서 활용하기 어렵지만, KIST 연구팀이 개발한 금속 회수 소재는 섬유 형태를 가져 수중 제어가 쉬우므로 실제 금속 회수 공정에 적용하기 용이하다.
14세 소년, 피부암 치료 비누 개발로 "미국 최고의 젊은 과학자" 선정 14-Year-Old Is Named “America’s Top Young Scientist” for Developing Soap To Treat Skin Cancer
14세 소년, 피부암 치료 비누 개발로 "미국 최고의 젊은 과학자" 선정 14-Year-Old Is Named “Americ
헤만 베켈레 흑색종 치료 위해 막대 비누 만들어 상금으로 2만 5천불 받아 암이 세상에서 가장 치명적인 질병 중 하나라는 것을 감안하면, 우리가 암에 맞서 싸우게 된 새로운 발전은 대단히 칭
conpaper.tistory.com
edited by kcontents
KIST 최재우 박사는 “개발 소재는 아크릴 섬유를 기반으로 만들어지기 때문에 습식 방사 공정을 통한 대량생산이 가능할 뿐 아니라 폐의류를 활용하는 것도 가능하다”라고 밝히며, “폐수 재활용 기술을 통해 산업계의 수요가 높은 유가금속의 해외 의존도를 낮출 수 있을 것”이라고 기대했다.
과학기술정보통신부(장관 이종호)의 소재혁신 선도사업(2020M3H4A3106366), 세종 과학 펠로우십(RS-2023-00209565)과 KIST 기관고유사업(2E32442)으로 수행된 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Fiber Materials」에 2023년 10월 16일 게재*되었다.
* A Self-Regenerable Fiber Sloughing Its Heavy Metal Skin for Ultra-High Separation Capability
논문명: A Self-Regenerable Fiber Sloughing Its Heavy Metal Skin for Ultra-High Separation Capability
학술지: Advanced Fiber Materials
게재일: 16-October-2023
DOI:
https://doi.org/10.1007/s42765-023-00333-0
정영균 박사 후 연구원 (제1저자/KIST 물자원순환연구단)
고영건 교수 (교신저자/상명대학교 생명화학공학부 화공신소재전공)
최재우 책임연구원 (교신저자/KIST 물자원순환연구단)
KIST 물자원순환연구단
