물 분자만 통과시키는 ‘1나노미터’ 초정밀 필터 개발

물 분자만 통과시키는 ‘1나노미터’ 초정밀 필터 개발

산업 현장에서 가장 많은 에너지가 소비되는 공정 가운데 하나는 서로 다른 물질을 분리하는 과정이다. 의약품을 정제하고, 섬유 염료를 걸러내고, 물을 재활용하는 대부분의 공정은 증류나 증발 같은 방식에 의존하는데, 이 과정은 막대한 에너지를 필요로 한다.

최근 연구진은 이 문제를 해결할 수 있는 새로운 분리막을 개발했다. 핵심은 지름이 약 **1나노미터(10억 분의 1미터)**인 균일한 기공이다. 기존 분리막은 기공 크기가 조금씩 달라 원하는 분자까지 함께 빠져나가거나 성능이 떨어지는 경우가 많았지만, 이번에 개발된 결정성 분리막은 거의 동일한 크기의 기공을 유지하도록 설계됐다. 연구진은 이 분리막을 **‘POMbrane’**이라고 이름 붙였다.

흥미로운 점은 이 기술이 자연에서 영감을 얻었다는 것이다. 우리 몸의 세포막에는 필요한 물질만 선택적으로 통과시키는 단백질 통로가 있는데, 연구진은 이 원리를 인공 분리막에 구현했다. 그 결과 분자 크기가 아주 조금만 달라도 정밀하게 구분할 수 있었고, 기존 분리막보다 훨씬 높은 선택성을 보였다.

이 기술이 주목받는 이유는 정수기 때문만이 아니다. 제약, 화학, 식품, 섬유 산업은 모두 분리 공정이 핵심이며, 이 과정은 전 세계 산업 에너지 소비의 약 40~50%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 더 정밀한 분리막이 상용화된다면 물 재활용 효율을 높이고 에너지 사용량도 크게 줄일 수 있다.

눈에 보이지 않는 1나노미터의 작은 구멍 하나가, 앞으로는 물 산업뿐 아니라 제조업의 에너지 효율까지 바꿀 수 있을지 주목된다.

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