[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 고려대 기계공학부 김혜정 교수 연구팀은 미세한 공기 방울인 마이크로버블을 활용해 미세플라스틱 제거 효율을 높이는 미니 하이드로사이클론 정수 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

본 성과는 국제적 권위의 학술지 '워터 리서치(Water Research)' 온라인에 지난달 12일 게재됐다.

전 세계적으로 미세플라스틱 오염이 심각해지며 생태계와 인체에 위협이 커지고 있다. 그러나 기존 정수 방식은 화학물질이 필요하고 여과막이 쉽게 막히며, 유지보수에 큰 비용이 소모됐다.

이에 물의 회전 운동을 이용해 밀도가 다른 물질을 분리하는 장치 '하이드로사이클론'이 주목받고 있다. 이는 별도의 화학물질이 필요 없고 유지보수가 쉽지만, 물과 비슷한 밀도를 가진 미세플라스틱 분리는 어렵다는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 기포가 물에 떠오르는 힘을 이용해 오염물질을 분리하는 '공기부상 기술'에 착안해, 마이크로버블을 결합한 미니 하이드로사이클론 시스템을 개발했다.

마이크로버블이 미세플라스틱 표면에 붙으면 플라스틱이 물보다 가벼워진 것처럼 보여 더 쉽게 분리될 수 있는 원리를 활용한 것이다.

실험 결과, 마이크로버블을 주입한 조건에서 미세플라스틱 분리 효율이 기존 대비 최대 34% 향상됐다.

특히 연구팀은 고속 카메라 관찰을 통해 물이 빠르게 회전하는 미니 하이드로사이클론 내에서도 미세플라스틱이 마이크로버블에 강하게 부착한다는 사실을 밝혀냈다. 또한 이 과정에서 형성되는 '공기 기둥'이 분리 효율을 결정짓는 핵심 요소임도 규명했다.

이번 기술은 모양과 재질이 다른 다양한 미세플라스틱에서도 효과가 확인됐다. 특히 건조기에서 발생한 섬유성 미세플라스틱을 대상으로 한 실험에서도 분리 효율이 23.3% 증가했다.

김 교수는 "이번 연구는 미세플라스틱 분리 과정에서 마이크로버블과의 결합, 공기 기둥 형성이 어떻게 분리 효율을 결정하는지를 밝혀낸 것"이라고 설명했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단(NRF) 신진연구 및 한국기초과학지원연구원(KBSI)의 지원으로 수행됐다.



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