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매우 효율적으로 기름을 흡수할 수....

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글쓴이 최고관리자 등록일 13-05-03 11:53
조회 1,180
    호주 연구진은 기름과 같은 유기물을 매우 효율적으로 흡수할 수 있고, 손쉬운 방법으로 재활용할 수 있는 새로운 소재를 개발했다.

    바다 위의 기름 유출사고는 엄청난 피해를 가져다 준다. 이번 연구진은 이러한 피해를 최소한도로 줄일 수 있는 새로운 소재를 개발했다. 이 소재는 원자 두께의 다공성 질화붕소로 만들어진 나노시트로 구성되었다. 이를 통해서 저렴한 비용으로 기름 유출 사고와 같은 피해를 최소한으로 막을 수 있게 되었다.

    사람들은 수백만 리터의 기름이 바다에 유출된 상황을 많이 경험한다. 이런 기름을 제거할 수 있는 기존의 많은 방법들은 비용이 많이 들고, 느리고, 불안전하다. 또한 이것은 종종 잘 작용하지 않는다. 그러나 이런 기름을 빠르고 쉽게 흡수하는 재료가 있다고 상상해 보자. 또한 이것은 다시 재사용할 수 있다면 얼마나 좋겠는가?

    저널 Nature Communicationsdp 게재된 최근 연구에서, 호주 연구진은 기름을 제거할 수 있고 물을 정화시킬 수 있는 나노시트를 최초로 개발했다. 이 나노시트는 자신의 무게의 33배까지 오염물질을 흡수할 수 있고, 재활용될 수 있다. 기름은 환경에 큰 영향을 끼칠 수 있지만, 이런 나노시트로 이것을 효과적으로 제거할 수 있다.

    연구진은 다공성 붕소 질화물 나노시트가 기름 또는 염료 같은 유기 오염물질을 흡수하는데 특히 적절하다는 것을 발견했다. 나노시트는 몇 개의 붕소 질화물 원자 평면 층으로 만들어졌고, 이런 시트는 수많은 구멍을 가진다. 이런 구멍은 나노시트의 표면적을 1 g 당 1,425㎡까지 증가시킨다. 이것은 1 g의 다공성 붕소 질화물 나노시트가 거의 5.5개의 테니스 코트와 동일한 표면적을 가진다는 것을 의미한다.

    또 다른 장점은 포화된 붕소 질화물 나노시트가 수시간 동안 공기 중에서 가열하면 재사용이 가능하다는 것이다. 흡수된 기름은 태워지고, 나노시트는 깨끗한 상태가 되어서 다시 기름을 흡수할 수 있다.

    다공성 나노시트를 만들기 위해서, 붕소 산화물 분말과 구아니딘염산(guanidine hydrochloride)은 메탄 속에 혼합되고 질소 가스 속에서 몇 시간 동안 1,100 ℃로 가열된다. 구아니딘 염산은 몇 종류의 가스들을 방출하면서 분해되고, 구멍을 형성한다. 나노시트 속의 이런 구멍들은 기름을 흡수하고, 자신의 무게의 33배까지 유기물을 흡수한다.

    높은 흡수력 이외도, 다공성 붕소 질화물 나노시트는 가볍고 소수성이다. 다시 말하면, 나노시트는 물을 흡수하지 않는다. 나노시트를 재사용하는데 기름을 태워서 제거하지 않아도 된다. 용매 추출은 기름을 태움으로써 해로운 가스가 생성하는 것을 피하기 위한 대안적인 방법으로서 사용될 수 있다. 에탄올과 같은 유기 용매로 세척함으로써 초기 흡수 능력을 회복할 수 있다. 이 새로운 재료 및 관련된 기술은 환경 보호에 중요한 영향을 끼칠 것이다. 특히, 물속의 오염물질을 제거하는 것은 환경 및 수원 보호에 매우 중요하다.

    기름 유출, 유기 용매 및 염료의 방출 등은 수원을 오염시킬 수 있다. 유출을 해결하는데 사용되는 기존의 방법들은 연소, 기계적 수집, 화학적 분산제, 생물학적 개선(bioremediation), 흡수제 등이다. 그러나 다공성 붕소 질화물 나노시트는 기름을 제거하기 위한 간단하고 경제적이며 효율적인 방법이다. 이 연구결과는 저널 Nature Communications에 ""Porous boron nitride nanosheets for effective water cleaning"이라는 제목으로 게재되었다.

    그림 1. 다공성 붕소 질화물 나노시트의 구조도.

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