- 먹는 물 등 상업화 가능성 주목

부산대학교 연구진이 물속에 보이지 않게 떠다니는 미세·나노플라스틱을 자석처럼 끌어모아 10분 만에 95% 이상 제거하는 신기술을 개발했다. 기존 하수처리 시설이나 물리적 필터로는 걸러내기 어려웠던 초미세 플라스틱까지 효과적으로 제거할 수 있어 차세대 수처리 기술로 평가된다.

왼쪽부터 정성욱 교수, 정유정 박사과정, 장은혜 박사

부산대 응용화학공학부 정성욱 교수 연구팀은 판상형(얇은 판 모양) 철산화물 자성 나노입자를 이용해 수중 미세·나노플라스틱을 빠르고 효율적으로 흡착·회수하는 공정을 확립했다고 12일 밝혔다.

미세플라스틱은 5㎜ 이하, 나노플라스틱은 1마이크로미터(㎛, 0.001㎜) 이하 크기로, 육안으로는 확인할 수 없을 만큼 작아 기존 정수·하수 처리 공정에서 대부분 걸러내지 못했다. 때문에 먹이사슬을 거쳐 인체에까지 축적될 가능성이 커 세계적인 환경·보건 문제로 떠올랐다.

연구팀은 기존에 구형 자성 나노입자 대신 비등방성 구조의 판상형 나노입자를 도입해 문제를 해결했다. 구형 입자와 달리 판상형 입자는 면과 모서리, 두께 방향이 달라 미세·나노플라스틱과의 접촉과 얽힘이 크게 늘어나는 원리를 이용했다. 여기에 외부 자기장을 가하면 자화된 나노입자들이 응집되면서 에어포켓 같은 빈 공간을 만들고 그 안에 남아 있던 플라스틱 입자까지 추가로 가두는 ‘동적 감금’ 현상이 일어나면서 제거 효율이 크게 높아진 것이다.

연구팀은 또 나노입자 표면을 화학적으로 성질을 바꿔 다양한 종류의 플라스틱과의 상호작용을 최적화했으며 사용 후에는 자석으로 쉽게 회수, 재사용할 수 있도록 해 친환경성과 경제성도 확보했다. 이 기술은 기존 필터 기반 방식의 한계를 넘어 초미세 오염물질을 짧은 시간 안에 대량 제거할 수 있다는 점에서 산업적 활용 가능성이 크다는 평가를 받는다.

정 교수는 “인체 건강을 위협하는 초미세 플라스틱을 고효율로 제거할 수 있는 혁신적 기술로 향후 수처리와 환경 정화, 수자원 확보 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘저널 오브 엔바이런멘털 매니지먼트(Journal of Environmental Management)’ 지난해 12월 24일 자 온라인판에 게재됐다.