[미국] 미주리대, 물 속 나노플라스틱 98% 이상 제거하는 기술 개발

액상 기반 나노플라스틱 제거 솔루션 개발…용매 취급 플라스틱 입자가 될 수 있음 제거

향후에 적절한 계획을 세우고 활용하는 방법을 활용하는 것이 더욱 확장됩니다.

이후 미주리대 받는 것은 의심되는 플라스틱의 98% 이상을 제거하는 새로운 약물 기반 믿음을 개발했다고 인정합니다. [사진제공(사진 출처) = 미주리대학교(University of Missouri)]

최근 미주리대학교(University of Missouri)는 물 속으로부터 플라스틱의 98% 이상을 제거하는 새로운 액체 기반 솔루션을 개발할 것이라고 믿습니다. 나노플라스틱은 평균적인 인간 헤어의 훨씬 더 작아서 보이지 않습니다. 

나노 플라스틱은 인간의 좌석 및 보호 장치와 관련이 있으며, 전 세계 수역에서 거의 눈에 띄지 않고 계속 존재합니다. 물 속 나노플라스틱을 제거하는 비용 효율적인 기술을 개발하는 것이 바람직합니다.

이번 연구를 이끈 피유니 문제타위라(Piyuni Ishtaweera) 미주리대 나노 및 재료 화학 연구는 "나노플라스틱은 수생태계를 파괴하고 먹이 사슬에 묶어두는 동물과 인간에게 모두 위험을 초래할 수 있다"며 "물 에서 나노플라스틱과 같은 물질을 제거하는 더 나은 방법을 개발하고 있다"고 말했습니다.

이 혁신적인 방법은 천연 성분으로 더 낮은 발수성 이온을 활용하는 나노플라스틱 처럼 시급한 문제에 대한 실용적인 솔루션을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 고유한 정수 처리 기술에 대한 추가 연구 개발의 길을 열어줍니다.

처음에는 기름이 물 위에 떠 있는 것처럼 표면이 물 위에 떠 있습니다. 일단, 물과 연결되고 다시 분리되는 접시는 다시 물 위로 하야며 나노플라스틱을 장치 구조로 사용할 수 있습니다. [사진제공(사진출처)=미주리대학교]

 

이번 연구의 교신저자인 게리 베이커(Gary Baker) 미주리대 화학과 부교수는 "우리의 전략은 많은 양의 물로부터 플라스틱 입자를 흡수하기 위해 소량의 용매를 사용한다"며 "현재 이러한 용매의 용량은 잘 알려져 있지 않다"고 말했다. 이어 "향후 연구에서 용매의 최대 용량을 결정하는 것을 목표로 한다"며 "필요로한다면, 여러 번 재사용할 수 있는 용매를 재활용하는 방법을 모색할 것"이라고 덧붙였다. 

처음에는 기름이 물 위에 떠 있는 것처럼 용매가 물 위에 떠 있다. 일단, 물과 섞이고 다시 분리되면 용매는 다시 물 위로 떠오르며 나노플라스틱을 분자 구조 안으로 운반한다.

실험실에서 연구원들은 플라스틱이 없는 깨끗한 물만 남기고 나노플라스틱이 함유된 용매를 제거하기 위해 피펫을 사용한다. 베이커 교수는 향후 호수와 같은 더 큰 규모를 넘어 바다까지 적용할 수 있도록 전체 과정을 확장하는 연구를 수행하기 위해 노력할 것이라고 말했다.

이슈타위라 박사는 "이러한 용매는 안전하고 무독성으로 만들어졌으며, 물을 밀어내는 능력으로 수원의 추가 오염을 방지해 매우 지속 가능한 솔루션"이라며 "과학적 관점에서 효과적인 제거 방법을 만드는 것은 여과 기술의 혁신을 촉진하고 나노물질 거동에 대한 통찰력을 제공하며 정보에 입각한 환경 정책 개발을 지원한다"고 말했다.

[그림 1] 2단계 추출 방법 개념도

[사진제공(Photo Source) = Gary Baker,, University of Missouri]

미주리대 연구팀은 스티로폼 컵 제작에 사용되는 일반적인 유형의 플라스틱인 폴리스티렌 기반 나노플라스틱의 다섯 가지 다른 크기를 실험했다. 이번 연구 결과는 단일 크기의 플라스틱 입자에만 주로 초점을 맞춘 이전 연구보다 좋을 성과를 도출했다.

이 연구는 『ACS 어플라이드 엔지니어링 머티리얼즈(ACS Applied Engineering Materials)』에 게재됐다. 추가 공동 저자로는 미주리 대학의 콜린 레이(Collen Ray), 와일랜드 필리(Wyland Filley) 및 개럿 콥(Garrett Cobb)이 다.

[원문보기]

Mizzou scientists achieve more than 98% efficiency removing nanoplastics from water

The liquid-based solution uses a solvent to trap the plastic particles, leaving clean water behind.

 

University of Missouri scientists are battling against an emerging enemy of human health: nanoplastics. Much smaller in size than the diameter of an average human hair, nanoplastics are invisible to the naked eye.

Linked to cardiovascular and respiratory diseases in people, nanoplastics continue to build up, largely unnoticed, in the world’s bodies of water. The challenge remains to develop a cost-effective solution to get rid of nanoplastics while leaving clean water behind.

That’s where Mizzou comes in. Recently, researchers at the university created a new liquid-based solution that eliminates more than 98% of these microscopic plastic particles from water.

“Nanoplastics can disrupt aquatic ecosystems and enter the food chain, posing risks to both wildlife and humans,” said Piyuni Ishtaweera, a recent alumna who led the study while earning her doctorate in nano and materials chemistry at Mizzou. “In layman’s terms, we’re developing better ways to remove contaminants such as nanoplastics from water.”

The innovative method — using water-repelling solvents made from natural ingredients — not only offers a practical solution to the pressing issue of nanoplastic pollution but also paves the way for further research and development in advanced water purification technologies.

"저희 전략은 소량의 디자이너 용매를 사용하여 대량의 물에서 플라스틱 입자를 흡수합니다." 미주리대 화학과의 준교수이자 이 연구의 책임 저자인 게리 베이커가 말했습니다. "현재 이러한 용매의 용량은 잘 이해되지 않았습니다. 향후 연구에서는 용매의 최대 용량을 결정하는 것을 목표로 합니다. 또한 용매를 재활용하여 필요한 경우 여러 번 재사용할 수 있는 방법을 모색할 것입니다."

처음에는 용매가 물 위에 기름이 떠 있는 것처럼 물 표면에 떠 있습니다. 물과 섞이고 다시 분리되면 용매는 분자 구조 내에 나노플라스틱을 담고 표면으로 다시 떠오릅니다.

연구실에서 연구자들은 단순히 피펫을 사용하여 나노플라스틱이 가득한 용매를 제거하고 깨끗하고 플라스틱이 없는 물을 남깁니다. 베이커는 향후 연구에서 전체 프로세스를 확장하여 호수와 같은 더 큰 수역과 궁극적으로 바다에 적용할 수 있도록 노력할 것이라고 말했습니다.

현재 세인트루이스에 있는 미국 식품의약국에서 근무하고 있는 이슈타위라는 이 새로운 방법이 담수와 해수 모두에서 효과적이라고 언급했습니다.

"이러한 용매는 안전하고 무독성 성분으로 만들어졌으며, 물을 밀어내는 능력으로 인해 수원의 추가 오염을 방지하여 매우 지속 가능한 솔루션이 되었습니다." 그녀는 말했습니다. "과학적 관점에서 효과적인 제거 방법을 만드는 것은 여과 기술의 혁신을 촉진하고, 나노물질 거동에 대한 통찰력을 제공하며, 정보에 입각한 환경 정책 개발을 지원합니다."

미주리 팀은 스티로폼 컵을 만드는 데 사용되는 일반적인 플라스틱 유형인 폴리스티렌 기반 나노플라스틱의 다섯 가지 크기를 테스트했습니다. 그 결과는 단일 크기의 플라스틱 입자에만 주로 초점을 맞춘 이전 연구보다 성과가 좋았습니다.

“소수성 심층 공융 용매를 이용한 물에서 나노플라스틱 추출”이 ACS Applied Engineering Materials에 게재되었습니다. 추가 공동 저자는 미주리 대학의 Collen Ray, Wyland Filley, Garrett Cobb입니다.

[출처 = 미주리대학교(University of Missouri) ( https://showme.missouri.edu/2024/mizzou-scientists-achieve-more-than-98-efficiency-removing-nanoplastics-from-water/ ) / 2024년 8 월 13일]