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버려지는 페트병으로 물 속 항생물질 제거

KIST, 반복 재사용 가능한 고효율 흡착소재 개발
KIST 연구진이 버려지는 페트병을 활용해 물 속 항생물질 제거 고효율 흡착소재 개발에 성공했다.<사진=KIST 제공>KIST 연구진이 버려지는 페트병을 활용해 물 속 항생물질 제거 고효율 흡착소재 개발에 성공했다.<사진=KIST 제공>

국내 연구진이 버려지는 페트병을 활용해 물 속 항생물질을 제거하는 고효율 흡착소재를 개발했다. 페트병 문제를 해결하면서 수처리까지 가능한 친환경 고효율 소재 개발이 기대된다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 직무대행 윤석진)는 정경원·최재우 물자원순환연구센터 박사팀이 페트병으로부터 고순도의 '유기 리간드(organic ligand)'를 추출해 고효율 흡착 소재 합성에 성공했다고 25일 밝혔다. 연구결과는 ‘Composites Part B : Engineering’ 최신호에 게재됐다.

지난 환경부 발표에 따르면 축산폐수처리장이나 하수처리장, 일반 강물에서도 항생제 성분이 검출됐다고 알려졌다. 우리나라는 항생제 사용률이 높아 항생제 다제내성균, 이른바 슈퍼박테리아 출현 가능성이 높은 국가로 분류돼있다. 

물 속 항생물질을 효과적으로 제거하기 위해 금속-유기구조체를 열분해공정을 통해 합성한 다공성 탄소복합소재가 각광받고 있다. 하지만 일반적으로 MOF 합성을 위해 고가의 유기 리간드를 사용해 대량생산에 어려움이 있었다.

KIST 연구진은 페트병을 만들기 위한 소재 중 하나인 테레프탈산에 주목했다. 금속-유기구조체 합성을 위해 유기 리간드로 사용하는 물질이기 때문. 연구진은 버려지는 페트병으로부터 고순도 유기리간드를 추출, 고효율 흡착소재 합성에 성공했다.

이후 연구진은 추출된 테레프탈산을 이용해 다공정 탄소복합소재를 개발했다. 특히 철(Fe)기반의 금속-유기구조체를 전구체로 사용해 소재에 자성을 부여해 흡착공정 후 외부 자기장을 통해 쉽게 분리할 수 있는 환경소재를 개발했다.

해당 소재는 실험을 통해 물 속 항생물질 '테트라사이클린'을 약 90분 동안 100% 제거하는데 성공했다. 연구진은 "학계에 보고된 테트라사이클린 흡착성능 중 최고 수준"이라고 설명했다.

정경원 발사는 "플라스틱을 이용해 환경오염을 방지하고, 고효율 흡착성능과 재사용에도 성능을 유지함으로서 폭 넓은 수처리 적용이 가능할 것으로 기대한다"고 말했다. 

최재우 박사는 "연구를 통해 개발된 다공성 탄소복합소재는 환경소재 뿐 아니라 에너지 소재 등 다양한 분야에 활용이 가능하며, 고부가가치 환경소재로 각광받을 것"이라고 전망했다.
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