최근 기름유출 사고로 인한 해수오염과 해양생태계 파괴, 산업시설로부터 유출되는 오염수의 유입을 막기 위한 물·기름의 효율적인 분리 기술 개발이 주목받고 있다. 하지만 친수성(물에 용해되는 성질)과 소수성(물 분자와 결합하기 어려운 성질)은 한 표면에 양립할 수 없기 때문에 관련 기술 개발에 어려움이 있고 물과 기름 속에 포함된 오염물질의 정화에도 한계가 있다.

연구팀은 친수성과 소수성이 한 표면에 양립할 수 없다는 기존 이론을 깨고 친수·소수 물질이 한 표면에 공존할 수 있다는 사실을 실험적으로 증명했다. 이를 기반으로 친수성 코어와 양쪽성(친수성·초소수성) 쉘의 구조를 갖는 ‘실리카 마이셀’을 제작, 여기에 촉매제를 탑재해 물과 기름의 분리, 물과 기름 속에 포함된 오염물질을 쉽게 정화할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.

실리카 마이셀은 실리카 입자와 고분자전해질의 수소결합에 의해 합성된 친수성 실리카 캡슐 표면에 소수성 화학처리를 하는 방식으로 제작됐다. 이 나노캡슐의 물과 기름 분리용량은 기존 기술보다 10배 이상 성능이 향상됐으며 20회 이상 재활용도 가능하다.

이 박사는 “오수 분리와 수처리 같은 환경정화로의 응용과 함께 유기합성을 위한 촉매제와 약물담지를 위한 지지체로서 뛰어난 성능을 갖는 고효율 다기능성 소재를 개발했다는 데 의의가 있다”라고 말했다.

이번 연구결과는 재료 분야 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials) 10월 14일자 표지논문으로 게재됐다.

유주경 기자 willowind@ggilbo.com