[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 전주센터 박종배 박사 연구팀이 더 효율적인 방법으로 탄소섬유 표면에 철산화물 나노입자를 합성하는 방법을 개발했다고 24일 밝혔다.

이로써 하천 등의 인산염과 중금속을 제거하는 등 수질 오염을 해결할 수 있는 소재 개발을 비롯해 나노입자가 부착된 탄소섬유를 활용하는 다양한 형태의 응용 소재연구가 가속화 할 것으로 기대된다.

하천에 유입된 각종 오·폐수와 비료의 과다한 사용으로 하천의 인산염, 질산염 등의 농도가 높아지고 여름철 강한 태양 빛으로 조류의 광합성이 활발해지면 녹·적조 등의 환경 오염이 발생한다.

철산화물 나노입자는 물속의 인산염이나 중금속을 흡착·제거할 수 있어 나노입자가 부착된 탄소섬유 필터를 활용하면 오염이 발생하기 전 단계에서 원천적으로 수질을 개선할 수 있다.

지금까지 철산화물 나노입자를 합성하기 위해서는 높은 압력과 고온의 환경에서 다양한 첨가제를 사용해야 했다.

이에 KBSI 연구팀은 열적 가수분해 방법을 사용해 60도 이하의 낮은 온도에서 더 간단하면서도 효과적으로 나노입자를 합성하는 방법을 개발했다.

이 기술을 활용하면 시장 점유율이 월등히 높은 PAN계 탄소섬유에도 나노입자를 형성할 수 있으며 대면적 합성도 가능하다.

박종배 박사(전주센터장)는 "아무런 첨가제도 사용하지 않고 철산화물 나노입자를 PAN계 탄소섬유표면에 대면적으로 합성하는 데 성공했다"며 "지금까지 한 번도 보고되지 않은 성과로서 산업적 의미가 크다. 수질 개선에의 활용뿐만 아니라 탄소섬유가 가진 고전도성 특성을 활용해 배터리·센서 소재로서의 활용도 기대할 수 있다"고 말했다.

KBSI 김양수 부원장(공동교신저자)은 "이번 연구성과는 각 지역센터 간에 특화된 연구영역을 서로 연계한 융합연구의 결과물"이라며 "탄소소재 연구에 특화된 전주센터와 표면 분석에 특화된 부산센터가 보유한 분석 장비들과 연구 노하우가 시너지를 창출해 빠르고 정확한 분석과 성과도출로 이어졌다"고 강조했다.

이번 연구는 한국연구재단과 한국기초과학지원연구원의 지원을 통해 KBSI 2개 지역센터와 순천향대학교가 공동으로 수행했다.

이번 연구 결과는 재료 분야 전문학술지 '응용표면과학(Applied Surface Science)' 온라인 판에 실렸다.

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