나노기술 및 정책 정보

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● 네덜란드 Utrecht University의 Martin Haase 교수 연구팀이 한 액체에서 다른 액체로 개별 분자를 이동시킬 수 있는 나노겔인 일명 비겔(bijel)을 개발

● 기름과 물처럼 섞이지 않는 두 액체는 액체의 표면을 안정화시키는 초박막 나노입자에 의해 분리되며, 연구팀은 이러한 작용이 가능한 비겔에 대하여 연구

● 겔은 두 액체 사이의 계면이 큰 표면적을 가질 때 가장 잘 작동하며, 폐의 모세혈관과 같이 비겔에서는 분자가 한 액체에서 다른 액체로 이동이 가능

● 이에 연구팀은 이전 연구를 기반으로 비겔 합성을 완전히 제어하는 데 성공하였으며, 더 작고 균일한 통로 구조를 제작하여 통로를 통해 액체가 흐르는 동안 화학물질을 지속적으로 분리

● 비겔을 만들기 위해 알코올과 나노입자, 지름 20nm(나노미터) 크기의 작은 유리 구를 활용

● 먼저, 알코올을 첨가하여 기름과 물을 잘 섞이게 만들고, 나중에 이 혼합물에서 알코올을 제거하면 두 액체가 얽혀 있는 통로를 형성

● 이 과정에서 나노입자는 기름과 물 사이의 계면에 의해 포착되며, 기름과 물 통로를 안정화시켜 비겔을 형성

● 화학산업에서는 혼합물을 끓여서 분리해야 하며, 이는 전 세계 에너지 사용량의 최대 15%를 소비하지만, 비겔은 끓이지 않고 화학물질의 분리가 가능해 에너지 절약이 가능

※ Advanced Materials 게재(2022.03.19.), “Nanostructured, Fluid-Bicontinuous Gels for Continuous-Flow Liquid–Liquid Extraction”