나노기술 및 정책 정보

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● 일본 도쿄대학교의 이토 요시미츠 교수 연구팀이 초분자 중합을 이용하여 테플론 표면과 같이 안쪽 벽이 불소로 밀폐되어 있는 내경 0.9nm(나노미터)의 불소화 나노튜브를 개발

● 연구팀은 안쪽에 불소 원자가 결합된 고리 모양 화합물을 ‘초분자 중합’이라 불리는 방법을 통해 일렬로 중첩시킴으로써 안쪽 벽이 테플론처럼 불소로 덮인 ‘불소화 나노튜브’를 제작

● 이 나노튜브의 물 투과능력과 염(鹽) 제거능력을 평가한 결과, 아쿠아포린(aquaporin)의 4500배의 물 투과능력을 가지면서도 염을 통과시키지 않는다는 것을 규명

● 개발된 불소화 나노튜브는 지금까지 개발되어 온 물 투과 나노튜브보다 내경이 훨씬 크며(0.9nm) NaCl이 쉽게 통과되는 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않으며, 이는 불소화 나노튜브의 내벽이 음(-)으로 대전되어 있기 때문에 마찬가지로 음으로 대전된 염화물 이온의 침입을 허용하지 않기 때문임.

● 불소화 나노튜브의 안쪽 표면은 물 분자 사이에 작용하는 결합(수소 결합)을 붕괴시키는 기능을 가지며, 일반적으로 분자 덩어리로 존재하는 물이 나노튜브 내부에 혼입되면 나뉘게 되고 그 결과, 물과 튜브 내벽 사이의 마찰이 저감되어 초고속의 물 투과가 가능

● 본 연구성과는 전 세계 음용수 부족에 대응하기 위한 초고속 수(水) 처리막 개발로 이어질 것으로 기대

※ Science 게재(2022.05.12.), “Ultrafast water permeation through nanochannels with a densely fluorous interior surface”