나노기술 및 정책 정보

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● 중국 톈진공업대학교 류이 교수, 쑨웨 교수 연구팀이 새로운 화학습식방법으로 규칙적인 구조를 갖는 유기(Pillararence)—무기(MXene) 복합 분리막 소재를 제조하여 높은 효율로 항생물질 오염수의 정화를 실현

● 항생물질은 새로운 종류의 오염물질로 폐수, 토양 및 지표수 등에 잔류되어 환경오염을 유발하고 생태계 교란까지 일으킬 수 있어 물속 항생물질을 빠르고도 효과적으로 분리·제거할 수 있는 기술 개발은 매우 시급한 상황

● 2차원 신소재 맥신(MXene)은 규칙적인 층상 구조를 이루며, 차세대 분리막 소재로 크게 주목받고 있지만, 쉽게 치밀한 구조를 형성하여 물의 침투를 막기 때문에 분리 성능이 저하되는 단점을 보유

● 연구 결과에 의하면, Pillararence의 위아래 가장자리에 있는 작용기는 공유결합을 통해 MXene 나노시트를 정착시키고 나노시트 층간 작용력을 높이며 층간 거리를 늘려 물속 항생물질을 효과적으로 걸러내는데 도움이 되는 것을 확인

● 연구팀이 제조한 유기-무기 복합 분리막은 강산성, 강알칼리성에서도 뛰어난 분리 성능, 오염 억제 능력과 양호한 안정성을 나타내며, 비슷한 제거 성능을 가진 동종 2차원 분리막보다 물의 투과도가 100배 높은 것으로 나타남.

● 해당 연구 성과는 기능성 2차원 분리막 제조를 위한 새로운 방법을 제시하여 해수 담수화 및 에너지 제조 등 분야로 응용범위가 확대될 전망

※ Angew. Chem. Int. Ed 게재(2022.01.31.),“Inorganic–Organic Hybrid Membrane Based on Pillararene-Intercalated MXene Nanosheets for Efficient Water Purification”