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그래핀 멤브레인, 산업 분야에서 혼합 가스 분리하는 탁월한 선택
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그래핀 멤브레인, 산업 분야에서 혼합 가스 분리하는 탁월한 선택
  • 배수연 기자
  • 승인 2018.07.19 17:22
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▲그래핀 구조(출처=플리커)
그래핀이란 한 원자 두께의 탄소층으로 매우 강한 물질이다. 또 대부분의 다른 물질에 비해 전도성이 높고 유연하다. 그래핀으로 만든 멤브레인이 공기 중의 혼합 가스를 분리하는 데 사용될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

스위스 로잔공과대학 연구진은 가스를 분리하는 궁극적인 그래핀 멤브레인에 대해 언급했다. 사실 여태까지 그래핀을 이용해 가스를 분리하는 멤브레인을 만드는 데 두 가지 문제가 있었다. 재료 층에 있는 분자 크기의 구멍을 결합하는 기술이 부족했고, 균열이 없으며 찢어지지 않는 넓은 영역의 멤브레인을 생성하는 기술이 부족했다.

폴리머와 같은 인공 멤브레인은 예를 들어 천연 가스에서 독성 원소를 제거하고 암모니아 공장에서 수소를 회수하거나 금속 산업 현장에서 공기 질을 좋게 만드는 데 쓰인다.

연구진이 개발한 그래핀 멤브레인은 가스 체가름 과정에서 수소가 퍼져나올 수 있는 나노 기공으로 구성된다. 이 멤브레인은 산업 현장의 고압과 온도에서도 안정적인 모습을 보였다. 연구진은 1평방 밀리미터 크기로 균열 및 찢김이 없는 멤브레인을 만드는 데 성공했다. 이것은 여태까지 만들어진 다른 그래핀 멤브레인보다 크다.

이 연구를 주도한 쿠마르 바룬 아그라왈은 "무결함 그래핀을 생산하는 새로운 기술은 탄소 포획, 수소 회수 및 깨끗한 음용수의 정화 등 다수의 중요한 화학적 분리를 위해 원자 두께의 그래핀 멤브레인의 궁극적인 성능을 실현한 것이다"라고 설명했다.

연구진은 현재 그래핀 멤브레인을 개선하고 고밀도의 나노 기공을 물질에 통합해 가스를 분리할 가능성을 높였다. 이 멤브레인이 성공적으로 산업화되면 대기 오염을 방지하는 데 도움이 될 것이다.