기계/재료

난징토양연구소, 토양 중 나노은 자연 생성 연구에서 중요한 성과 달성

발행일 : 2019 / 08 / 27

최근, 중국과학원 난징(南京)토양연구소 저우둥메이(周東美) 연구팀은 최초로 토양 고형 유기물이 자연광 조사 조건에서 은이온을 환원시켜 나노은 입자를 생성함과 아울러 그 반응역학은 핵생성 과정 및 자체촉매작용 과정이 포함됨을 발견했다. 또한 심층적인 연구를 통해 고형 유기물 표면의 페놀기는 광유도 조건에서 산소의 단일전자 전달을 통해 초과산화물 라디칼을 생성하며 더 나아가 은이온을 환원시키는 해당 반응의 분자 메커니즘을 규명했다. 정량분석에 의하면 천연 나노은 생성에 대한 토양 고형 유기물의 기여는 미생물 유도에 의한 나노은 자연 생성 과정의 약 11~31% 이다. 해당 연구 결과는 “토양 고형 유기물은 화학적 불활성을 보유”한다는 전통적인 관점을 개변시킴으로써 토양 중의 나노입자 유래 연구에 중요한 과학적 근거를 제공함과 아울러 나노입자의 환경 및 인체 건강 리스크 평가 시스템 구축에 새 아이디어를 제공했다. 뿐만 아니라 해당 연구는 토양 고형 유기물이 기타 오염물질의 전환에 미치는 영향 연구에 아이디어를 제공했다. 해당 성과는 “ignificant contribution of metastable particulate organic matter to natural formation of silver nanoparticles in soils”라는 제목으로 “Nature Communications”에 온라인으로 게재됐다.

인공 나노재료는 생산 및 생활 활동에 광범위하게 응용되고 있다. 따라서 해당 나노재료의 환경 및 인체건강에 대한 위해성은 관심사로 떠오르고 있다. 토양은 인공 나노재료의 중요한 “집결지”임과 아울러 천연 나노입자의 “근원지”이다. 토양 중 나노입자 유래에 대한 정확한 인식은 인공 나노재료의 환경 및 인체에 대한 위해성을 전면적으로 평가하는데 중요한 의미가 있다.

연구팀은 나노은의 지구화학적 과정 연구 분야에서 일련의 연구를 수행했다. 전단계 연구에서 연구팀은 나노은의 토양 중 분포, 응집, 용해 및 전환 과정 및 나노은과 식물의 작용 메커니즘을 규명했다. 해당 논문은 “Environmental Science & Technology”, “Environmental Science-Nano”, “Nanotoxicology” 등 저널에 게재됐다.