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[아유경제_과학] 버려지는 페트병, 항생물질 제거하는 고효율 흡착 소재로 재탄생페트병에서 추출한 테레프탈산으로 흡착소재 원료 제작, 테트라사이클린 제거 성능 학계 최고 수준

[아유경제=권혜진 기자] 버려지는 페트병이 물 속 항생제 오염을 막아줄 수 있는 고효율 흡착 소재로 다시 태어난다.

정경원 한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구센터 선임연구원과 최재우 책임연구원이 이끄는 연구팀은 폐PET병을 이용해 물 속 항생물질을 흡착할 수 있는 신소재를 개발하는데 성공해 국제학술지 ‘컴포지트 파트B : 엔지니어링’ 최신호에 발표했다.

우리나라는 항생제 사용률이 높아 여러 항생제에 내성을 가진 ‘슈퍼박테리아’가 출현할 가능성이 높은 국가로 분류돼 있다. 환경부에 따르면 축산폐수처리장이나 하수처리장, 심지어 일반 강물에서도 항생제 성분이 검출되는 것으로 알려졌다.

최근 물속 항생물질을 효과적으로 제거하는 방법으로 금속-유기구조체(MOF)를 열분해해 합성한 다공성 탄소복합소재가 각광받고 있다. 이 소재를 통해 항생물질을 흡착하는 것이다. 하지만 MOF 합성에 쓰이는 유기 리간드의 가격이 비싸 현장 적용에 한계가 있었다.

연구팀은 페트병을 이루는 물질 중 하나인 테레프탈산에 주목했다. 페트병 소재인 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 중합해 만든다. 테레프탈산은 흡착 소재를 제작할 수 있는 금속-유기구조체(MOF) 합성에 유기 리간드(배위결합을 형성하는 물질)로 사용할 수 있는데, 기존 유기 리간드보다 훨씬 저렴해 제작비용을 크게 낮출 수 있다.

연구팀은 초음파 상간 이동 촉매 공정을 도입한 알칼리 가수분해를 통해 페트병으로부터 고순 테레프탈산을 100% 추출하는 데 성공했다. 이후 추출한 테레프탈산을 이용해 다공성 탄소복합소재를 제작했다. 이 물질은 철(Fe)을 기반으로 해 자성을 띠고 있어, 흡착 후 자기장을 이용해 물질을 쉽게 분리할 수 있다는 장점도 있다.

연구팀은 항생제의 일종인 테트라사이클린을 이용해 신소재의 흡착 효율을 검증했다. 그 결과 일반적인 환경 조건에서도 약 90분 만에 100% 제거가 가능했다. 1g당 약 671mg의 테트라사이클린을 흡착할 수 있는데, 이는 학계에 보고된 흡착 성능 중 최고 수준이다. 5회 반복 사용해도 초기 성능의 90% 이상을 보임으로서 안정성 또한 입증했다.

권혜진 기자  koreaareyou@naver.com

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