국내 연구팀, 방사성 세슘 고효율 제거 기술 개발

국내 연구팀이 2011년 3월 후쿠시마 원전 사고 이후 전 세계적으로 문제가 되고 있는 방사성 세슘(137Cs)을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 개발했다.

허윤석 인하대 생명공학과 교수와 노창현 한국원자력연구원 선임연구원팀은 푸른색을 내는 색소인 프러시안 블루와 그래핀을 이용한 ‘방사성 세슘 정화용 나노복합체’ 제조기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

반감기가 30년에 이르는 세슘은 인체에 흡수되면 배출이 잘 되지 않고 근육에 농축되면서 전신마비, 골수암 등 다양한 질병을 일으킨다. 해수에 퍼진 세슘을 제거하기 위한 다양한 흡착제가 연구되고 있지만 효율이 낮거나 흡착제 자체로 인한 2차 환경오염이 일어나는 등 개선해야할 점이 많았다.

연구팀은 ‘꿈의 소재’로 불리는 그래핀을 3차원 다공성 구조로 만든 뒤 그 위에 프러시안 블루를 ‘수열합성법’을 이용해 쌓아올렸다. 수열합성법이란 높은 압력과 온도를 이용해 반응을 일으키는 공정으로 간단하게 나노물질을 만들 수 있는 장점이 있다. 다공성물질 안에서 넓은 표면적을 갖도록 증착된 프러시안 블루는 방사성 세슘을 흡착하는 역할을 맡는다. 프러시안 블루는 알칼리성 양이온 물질을 흡착하는 기능이 뛰어난 물질로, 특히 방사성 세슘을 흡착하는 능력이 우수하다.

실험 결과 연구팀이 개발한 나노복합체 10㎎이면 방사성 세슘으로 오염된 해수 100ml에서 세슘 99.5%를 제거할 수 있는 것으로 확인됐다.

공동교신저자로 연구에 참여한 노 연구원은 “기존에는 3차원 다공성 물질을 이용해 흡착재를 만들려는 시도가 거의 없었다”라며 “새로 개발한 물질로 필터를 만들고 해수를 거르면 2차 환경오염에 대한 우려 없이 세슘을 고효율로 제거하는 것이 가능하다”고 설명했다.

연구결과는 ‘네이처’ 자매지‘ 사이언티픽 리포트’ 지난해 12월 16일자에 실렸다.

이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com