물 위 떠다니며 톱니로 미세 플라스틱 제거...국내 연구진이 개발

‘친수성 톱니 구조’로 미세 플라스틱 제거
기존 필터 방식보다 활용성 좋아


최근 수돗물이나 생수병은 물론 강, 바다 등에서 미세 플라스틱이 검출된 가운데, 국내 연구진이 물 위를 떠다니며 톱니바퀴 입으로 미세 플라스틱을 제거하는 드론을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 극한소재연구센터 김성진·문명운 박사 연구팀이 물의 표면장력을 활용한 친수성 톱니 구조를 통해 미세 플라스틱을 효율적으로 제거하는 수상 드론 기술을 구현했다고 1일 밝혔다.

미세 플라스틱은 다양한 크기와 모양으로 인해 기존의 필터 기술로는 효과적으로 걸러내기 어렵고, 필터가 쉽게 막히는 한계가 있었다. 또 작은 입자를 회수하려면 필터가 지나치게 촘촘해져 효율이 낮아지는 문제도 있었다.

연구팀은 물이 잘 달라붙는 친수성의 톱니 구조를 통해 미세 플라스틱을 걸러내는 기술을 개발했다. 물의 표면장력을 극대화 시켜 미세 플라스틱이 톱니 사이에 붙도록 해, 기존의 필터식 수처리 기술의 한계를 극복할 수 있는 것이다.

연구팀은 이 기술을 통해 작게는 1마이크로미터(㎛)에서 최대 4㎜ 크기까지 다양한 크기와 밀도의 미세 플라스틱을 80% 이상의 효율로 걸러낼 수 있다고 설명했다. 또 기존의 필터 방식이 강이나 호수, 바다와 같은 열린 공간에서는 사용할 수 없었던 것과 달리 연구팀이 개발한 드론은 넓은 수역에서도 로봇 청소기처럼 자율적으로 이동하며 수질을 정화할 수 있다는 점 역시 장점이다.

문 박사는 "이번 기술은 수상 드론뿐만 아니라 양식장 수처리 필터와 같은 고정형 시스템에도 적용 가능하다"며 "가정용 수처리 필터 장치로 확장해 개인이 일상에서 사용할 수 있는 형태로도 개발할 수 있다"고 말했다.

과학기술정보통신부 지원을 받아 수행된 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 게재됐다.

구혁 기자