[시사매거진]국내 연구진이 산화 그래핀 시트를 기반으로 방사성세슘 흡착능력이 뛰어난 방사성세슘 흡착제를 개발했다.

한국연구재단은 미래창조과학부 방사선기술개발사업의 연구를 지원 받은 허윤석 교수(인하대)·노창현 박사(한국원자력연구원)팀이 프러시안 블루를 3차원 그래핀 구조체 내부에 성장시켜 흡착 성능이 우수하고 실용적인 3차원 구조의 방사성 세슘 정화용 나노복합체 제조 기술을 개발했다고 밝혔다.

일본 후쿠시마 원전 사고 이후 전 세계적인 관심 중의 하나는 방사성 세슘(137Cs)을 포함하는 방사성 오염물질에 대한 제거용 흡착제 개발이다.

이러한 방사성 흡착제들이 실제 현장에서 활용되기 위해서는 방사성 오염물질에 대한 우수한 선택적 흡착 성능과 흡착제에 의한 2차적인 환경오염을 막고 흡착된 방사성 물질의 안전한 처리를 위한 회수 용이성, 경제적인 대량생산성이 필요하다. 그러나 기존에 보고된 방사성 물질 흡착제는 높은 흡착효율을 보여주는 흡착제들이 보고되고 있지만, 실제 방사성 오염 환경에 활용을 위한 위의 요소를 모두 만족하는 재료를 찾기는 어려운 한계가 있었다.

이에 허윤석 교수 등 공동연구팀은 선택적으로 방사성 세슘 흡착제거가 가능한 프러시안 블루를 3차원 다공성 그래핀 구조 위에 고밀도로 증착하는 기술을 개발해 방사성 세슘을 95% 이상 제거하고 제거효율과 회수 가능한 고상흡착제를 경제적으로 대량생산할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다.

연구결과, 수열합성된 그래핀 기반 흡착제는 방사성으로 오염된 해수가 3차원 다공성 흡착제의 기공을 통해 손쉽게 유입될 수 있으며, 넓은 비표면적 위에 증착돼 있는 프러시안 블루와 이온결합을 통해 선택적으로 제거할 수 있었다.

또한 대면적 3차원 그래핀 지지체 내부에 방사성 세슘 흡착능력이 뛰어난 정육면체모양의 프러시안 블루 나노입자를 고밀도로 성장시켜, 회수 가능한 고상흡착제를 개발할 수 있었다.

이 연구성과는 원자로 해체 시 막대한 양의 방사성 폐기물 처리와 방사성 오염물질, 중금속 등 산업폐수 처리 등 다양한 환경 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다고 전했다.

네이처 자매지 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)에 지난 12월 16일 발표됐다.