[이뉴스투데이 고선호 기자] 광주과학기술원(GIST)은 환경·에너지공학부 김인수 교수 연구팀이 국제 공동연구를 통해 그래핀을 소재로 한 적층형 산화 분리막을 개발하고 적층형 산화 그래핀막에서의 물 분자가 가지는 특이적 투과 현상의 발생 원리를 규명하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.
이번 연구 성과는 적층형 산화 그래핀 막에서의 물질 분리 선택도를 큰 폭으로 향상시킬 뿐만 아니라 다른 2차원 소재를 활용한 상용화 분리막의 합성에서도 이 기작을 적용해 새로운 개념의 선택적 분리막을 만들 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 꿈의 소재로 불리는 그래핀의 장점인 원자 수준의 두께, 매우 우수한 기계적 강도, 물리화학적 안정성 및 화학적 변형 가능성 등을 바탕으로 산화 그래핀을 활성층, 다공성 세라믹을 지지층으로 하는 비대칭 분리막을 합성했다.
합성된 적층 산화 그래핀 막에서 물 분자가 초고속으로 막힘없이 투과되는 현상을 규명하는 것에 더해 물 분자가 가지는 특이적 투과 기작도 확인했다.
김인수 교수는 “이번 연구는 적층형 산화 그래핀 분리막에서 일어나는 물 분자 이동 기작의 전이 현상을 규명했다는 데 가장 큰 의의가 있다”며 “향후 그래핀을 이용한 상용화 막 합성뿐만 아니라 2차원 소재를 이용한 적층형 구조에서의 분자 이동 기작을 규명해 고도수처리, 해수담수화 및 기체 분리막 개발에 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
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