KIC News, Volume 20, No. 5, 2017
KIC News, Volume 20, No. 5, 2017 75
담수화 멤브레인의 성능을 향상시키는 그래핀 코팅제
신슈 대학(Shinshu University)과 펜실베이니아 주립대학(The Pennsylvania State University)의 연구진 은 그래핀 기반의 코팅제를 개발했는데, 이것은 기존의 나노여과막보다 더 효율적인 담수화 여과막을 만들 수 있게 한다.
이번에 개발된 하이브리드 멤브레인은 간단한 스프레이-온(spray-on) 기술을 사용해서 그래핀 산화물 과 몇 층의 그래핀으로 구성된 혼합물로 코팅되었다. 멤브레인은 폴리비닐알코올로 개질된 폴리술폰 (polysulfone)으로 구성되었고, 고압 및 염소에 견딜 수 있는 높은 견고성을 가지고 있었다. 초기 단계의 결 과에서는 염분의 85%와 염료 분자의 96%를 제거했다. 이것은 농업용으로는 충분하지만 음용으로는 적합 하지 않기 때문에 추가적인 향상이 필요하다.
염소는 멤브레인의 생물학적 오염을 저하하는데 사용되지만, 폴리머 멤브레인의 성능을 매우 저하시킨 다. 그러나 그래핀을 몇-층 첨가하면 멤브레인은 염료에 대해 내성을 가지게 된다. 그래핀은 높은 기계적 강도를 가지고 다공성이기 때문에 염분을 100% 제거할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 그래핀을 대량 생 산하는데 많은 어려움을 겪고 있기 때문에, 향후에는 이 문제를 해결해야 할 것이다.
이 연구는 단백질 분리, 폐수 처리, 제약 및 식품 산업에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 이 연구 결과는 저널 Nature Nanotechnology에 “Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes”라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1038/nnano.2017.160).
Figure. 그래핀기반 멤브레인을 이용한 맑은물 생산 모식도.
출처 : http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=47899.php 작성 : 김 상 범 (경기대학교 화학공학과)
