나노기술 및 정책 정보

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● 한국과학기술원(KAIST) 고동연 교수 연구진이 상온에서 크기 차이 0.1nm 이하의 액상 유기물질을 직접 분리할 수 있는 유기용매 정삼투 시스템 개발

● 액체 혼합물의 대규모 분리 공정은 주로 물질의 끓는점 차이를 이용하는 증류법을 이용하는데, 이때 막대한 양의 에너지 소비

● 해당 연구로 개발된 유기용매 정삼투법은 정밀하게 디자인된 기공 크기 및 구조를 갖는 탄소 분리막을 이용

● 해당 기법은 외부 동력원 없이 자연스러운 농도 기울기 및 화학적 포텐셜을 기반으로 크기 및 모양 차이에 따라 탄화수소 화학종들의 분리가 진행되며, 기존의 증류법보다 약 10배 정도 낮은 에너지 소모량을 요구 

● 탄소 분리막은 0.7nm 이하의 단단한 슬릿 형태(slit-like structure)를 갖는 초미세 기공을 가지며, 작은 나노 공간에서 분자들의 확산을 조절하여 크기 차이가 0.1nm 이하인 분자들까지 정밀하게 걸러낼 수 있는 것으로 확인

● 연구진은 해당 기술이 비용 절감을 통한 석유화학 산업계의 글로벌 경쟁력 강화와 직결되며, 용매 사용량이 많은 제약 분야 및 반도체 화학 공정에도 사용될 수 있을 것으로 기대 

※ Advanced Science 게재(2021.07.11.), “Shape-Selective Ultramicroporous Carbon Membranes for Sub-0.1nm Organic Liquid Separation”

※ 한국연구재단 우수신진연구사업 지원