탄소 페인트 개발…수질 정화에 나선다

한국기초과학지원연구원 연구팀 개발

▲탄소 페인트를 이용해 그린 광학 이미지.[사진제공=KBSI]

[아시아경제 정종오 기자] 수질 정화 효율을 높인 탄소 페인트가 개발됐다.

한국기초과학지원연구원(원장 정광화, KBSI)은 27일 오염된 물에 빛의 투과 효율을 높여 오염물을 쉽게 제거할 수 있게 하는 '탄소 페인트' 대량 제조에 성공했다고 발표했다. 탄소 페인트(C-paints)는 마치 페인트 같이 물질의 표면에 칠하거나 다른 물질과 혼합할 수 있다. 물에 균일하게 용해될 수 있는 액상의 발광 탄소 나노점의 특성을 반영해 이름 지어졌다.

중금속과 유기염료를 대체할 차세대 발광 재료로 각광받고 있는 탄소나노 물질은 낮은 독성과 뛰어난 화학·광학적 안정성을 가지기 때문에 환경, 에너지와 바이오 분야에서 많이 연구되고 있는 물질이다. 기존에 연구된 다양한 형태(나노선, 나노튜브, 나노리본 등)의 탄소나노물질은 제조공정이 복잡해 대량생산에 어려움이 있다. 생물학과 공학 분야에서 다양한 형태로 응용하기 위해서는 점탄성을 가지는 새로운 탄소물질이 필요하다. 점탄성은 물체에 힘을 가했을 때 액체로서의 성질과 고체로서의 성질이 동시에 나타나는 현상을 말한다.

이런 물질을 개발하기 위해 연구팀은 생체적합성이 좋고 저렴한 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)을 기본 재료로 실온에서 초음파 단일 공정을 수행해 페인트 형태의 발광 탄소 나노점을 대량 제조하는데 성공했다. 이를 수처리 실험을 통해 물속에 용해된 탄소 페인트가 외부에서 비추는 광원(자외선 또는 가시광)의 투과율을 높여 광촉매가 높은 효율로 오염물을 분해하는 것을 확인했다.

이번 성과는 상업화가 가능한 단일공정을 통해 자외선과 가시광에서 높은 발광 특성을 가지고 물리적 제약이 없는 액상의 '탄소 페인트'를 대량으로 제조했다는 데 의의가 있다. 이번 연구는 KBSI 이주한 박사팀과 가천대학교 이영철 교수 연구팀의 공동연구로 진행됐다. 연구 결과는 '네이처-사이언티픽 리포트(Nature-Scientific Reports)'에 7월 23일자로 게재됐다.

이현욱 박사는 "이번 연구를 통해 개발한 탄소나노 기술은 상업화가 가능한 원천기술로 수질 정화 등의 환경 분야 뿐 아니라 바이오 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr