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'우주 승강기'용 필터 활용해 미세먼지 제거?!

By 이웃집과학자
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이웃집과학자 작성일자2018.04.06. | 4,040 읽음

이웃님들, 오늘 오후 미세먼지, 정말 최악이었는데요. 이참에 미세먼지 마스크 대량 구매하신 분들도 많지 않을까 싶어요.

미세먼지 고통을 줄이기 위해서는 무엇보다 미세먼지를 만들지 않는 게 정답이겠죠. 이미 발생한 미세먼지는 대기 중으로 내보내지 않는 것 또한 중요한데요. 반갑게도 우리나라 KIST 연구진이 신박한 미세먼지 필터를 개발했다는 소식입니다. 

어떤 필터인가요?!

장세규 박사를 비롯한 KIST의 연구진은 나노튜브를 이용해서 재활용이 가능한 필터를 만드는 기술을 개발했다고 합니다. 이 나노튜브 필터는 질화붕소(boron nitride nanotube, BNNT)로 만들어진 세라믹인데요. 여러번 사용이 가능합니다.

이 필터는 우주 승강기에 사용할 목적으로 개발을 시작했습니다. 하지만 지금은 산업 전반에 이용될 것으로 기대하고 있어요. 군사 암호 해석용으로 처음 개발되었던 튜링기계(앨런 튜링이란 수학자가 만들었어요)로부터 발전한 컴퓨터가 지금 전혀 다른 목적으로도 잘 쓰이는 것처럼, 응용분야는 언제나 개발 목적을 뛰어넘는 법이니까요. 

튜링기계를 주제로 한 영화 '이미테이션' 게임

최초의 컴퓨터 콘셉트를 제시했던 튜링기계, 멋지지 않나요 여러분?

미세먼지 어떻게 줄이나?

공장과 발전소에서는 석유와 같은 화석연료를 태워서 에너지를 얻는 경우가 많습니다. 화석연료는 유기물로, 완전히 탄다면 물과 이산화탄소만 남지만, 실제 상황에서는 마지막 단계까지 가지 못한 불완전연소생성물과 작은 분진 등이 많이 남습니다. 따라서 발생한 연기를 그대로 내보내면 미세먼지의 원인이 되는 물질이 대기 중으로 방출됩니다. 

공장연기는 미세먼지의 원인 중 하나입니다.

출처 : fotolia

이를 막기 위해서 공장의 굴뚝에는 미세먼지 필터가 필요합니다. 그러나 이제까지의 미세먼지 필터는 섬유가 굵고, 기공이 커 초미세먼지를 잡아내기 힘들었어요. 게다가 플라스틱으로 만들어진 일회용 필터이기 때문에 잦은 교체로 인한 환경오염 문제를 만들었죠. 환경오염을 막자고 필터를 쓰는데, 어차피 일회용을 쓴다면 그 처리 단계에서 다른 문제가 생기니까요. 

어떻게 여러번 쓸 수 있죠?!

그렇다면 이번에 개발된 필터는 어떻게 다른 걸까요? 아까 대부분의 미세먼지 원인이 '불완전연소'라고 했던 것 기억하시나요? 그렇다면 이를 해결하기 위한 방법은? 그렇죠! 막에 붙은 불완전연소 생성물을 마저 깔끔하게 태워버리면 됩니다!  

이 나노튜브는 900℃까지 견딜 수 있죠. 반면 유기물인 미세먼지는 350℃면 완전히 타서 물과 이산화탄소로 분해됩니다. 따라서 필터를 통째로 열처리하는 방법으로 해결할 수 있는 거죠.

여러분 미세먼지가 불타고 있습니다!

출처 : Journal of Membrane Science

개발된 필터는 매우 얇은 막의 형태로, 커피콩 하나 무게 100mg으로 명함 크기 필터 제조가 가능해요. 섬유 한가닥 한가닥이 기존의 필터에 비해 얇고, 기공의 크기 조절이 자유로워서 제조가 편리하다고 합니다. 

필터에 토치로 열을 가하는 장면입니다. 종이처럼 생겼네요!

출처 : Journal of Membrane Science

사진을 보면 거름종이랑 비슷해 보이네요. 얼핏 보면 종이에 빛을 비추는 것 같은데, 토치를 이용해서 불로 가열하는 장면입니다. 종이 같이 생긴 게 900℃를 견딘다니 신기하네요!

우주 기술로 탄생한 필터 덕분에 앞으로 미세먼지 없는 깨끗한 봄 하늘을 기대해봐도 좋을까요? 

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