서강대 화공생명공학과 이종석 교수 연구팀은 금속을 효과적으로 흡착할 수 있는 섬유형 복합 소재를 개발했다고 24일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 이 교수 연구팀은 'MOF-808'이라는 금속유기골격체(MOF)를 중공섬유 구조 안쪽에만 선택적으로 성장시키는 방식을 활용했다.
최근 배터리·전자제품 제조가 늘어나면서, 공장에서 나오는 폐수 속에는 니켈(Ni), 코발트(Co), 납(Pb)과 같은 희소금속이 포함되는 경우가 많다. 이러한 금속은 인체에 유해할 뿐 아니라, 회수하면 자원으로 다시 활용할 수 있어 주목받고 있다.
그동안 사용된 흡착제는 대부분 분말 형태로, 실제 산업현장에서 쓰기엔 회수나 재사용이 까다롭고 에너지도 많이 들었다. 최근에는 '섬유형 흡착제'가 주목받고 있으나 금속 흡착 성능이 떨어지거나 구조가 쉽게 망가진다는 한계가 있다.
이에 연구팀은 상온의 수용액 조건만으로도 균일한 결정 성장을 유도하는 방법을 구현했다.
핵심은 섬유 재료인 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 화학적으로 처리해 MOF가 잘 붙을 수 있는 반응성 표면을 만들고, 이 안쪽에만 MOF가 자라도록 설계한 것이다.
이 소재는 금속이온과 잘 결합하는 EDTA 기능기까지 추가해, 납(Pb²⁺), 니켈(Ni²⁺), 코발트(Co²⁺) 이온에 대해 높은 흡착 성능을 보였다. 더해 수차례의 세척과 재사용에도 구조가 망가지지 않았다.
본 성과는 재료과학 분야 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 저널에 지난 7일 온라인 게재됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단(NRF), 한국에너지기술평가원(KETEP), 과학기술정보통신부(MSIT)의 지원을 받아 수행됐다.
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