| 해수 담수화에 뛰어난 그래핀막 개발 | ||
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 최근 난징(南京)공업대학 재료화학공학 국가중점실험실 진완친(金萬勤) 교수가 이끄는 연구팀은 수화 이온을 이용한 그래핀막 층간 간격 정밀 조절을 구현하였으며 뛰어난 이온체가름 및 해수 담수화 성능을 과시하였다. 해수 담수화는 생태환경의 악화와 더불어 심각해지는 물부족 문제 해결을 위한 최종 경로로 될 가능성이 있다. 세계적으로 현존하는 해수 담수화 기술은 20여 종을 초과하는데 크게 증류법과 막법 2가지 유형으로 나뉜다. 하지만 해수 담수화는 기술적 및 비용적 제약으로 광범위하게 응용되지 못하고 있다. 그래핀은 독특한 2차원 구조를 보유하고 있어 고성능 분리막 제조에 이상적인 재료로 간주된다. 하지만 기존의 기술 수단으로 산화그래핀막의 층간 간격을 십분의 일 나노 규모로 정확하게 제어하기 어렵다. 또한 수용액에서 발생하는 그래핀막 팽윤은 자체 분리 성능을 뚜렷이 저하시킨다. 그래핀을 이용한 이온체가름 및 해수 담수화는 아직도 미해결 문제를 안고 있다. 연구팀은 수화 이온을 통해 층간 간격을 정밀 조절할 수 있는 적층(산화) 그래핀막을 설계·제조하여 염용액의 물분자와 각종 이온을 정확하게 체가름하였다. 또한 수화 지름이 가장 작은 칼륨이온을 걸러내기 위해 칼륨이온 용액에 담가둔 그래핀막을 사용하여 수화 칼륨이온의 투과를 차단시켰다. 해당 방법으로 칼륨이온을 포함한 염용액의 모든 이온을 효과적으로 격리시킴과 동시에 물분자의 빠른 투과를 유지하여 염 이온과 순수 물이 각각 그래핀막의 원료측과 투과측에 고효율적으로 농축되게 하였다. 해당 연구는 진완친 교수팀 외 상하이응용물리연구소, 상하이대학, 저장농림대학 등 기관의 공동 참여로 이루어졌다. "Nature" 학술지에 게재된 해당 성과는 그래핀막 설제·제조에 이론적·기술적 지침뿐만 아니라 분리막 분야와 관련한 기타 2차원 재료 연구에 참신한 아이디어를 제공하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-10/17/content_379821.htm?div=-1 |
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