국내연구진이 분자보다 작은 입자를 선택적으로 분리해낼 수 있는 나노 분리막 소재와 제조기술을 개발했다.

교육과학기술부는 윤준보(41) 카이스트 교수와 한국전자통신연구원(ETRI) 이대식 박사 연구팀이 전자산업에서 흔히 사용하는 박막을 나노 분리막 소재로 이용할 수 있다는 사실을 처음 규명하고, 분리막을 만드는 기술을 개발하는데 성공했다고 30일 밝혔다.

분리막은 가정에서 불순물을 걸러낼 때 쓰는 '체'처럼, 수 나노미터의 매우 많은 구멍들을 이용해 눈에 보이지 않는 분자(혹은 원자) 크기의 미세한 입자들을 선택적으로 투과하거나 제거할 수 있는 다기능성 소재다.

하지만 연구팀은 반도체 산업에서 사용하는 기존의 장비에 물리적 기상 증착법을 이용해 기존(기존 대비 만 배 이상, 수㎡)보다 넓은 면적의 박막을 저렴하게 제작해 상용화 가능성을 높였다.

또 이 기술은 금속뿐만 아니라 산화물에도 적용할 수 있고, 나노구멍의 크기도 1~10 나노미터로 손쉽게 조절할 수 있어 다양한 분야에 활용할 수 있다.

아울러 기존의 상용화된 분리막보다 선택비와 투과속도가 100배 이상 탁월하고, 대기압의 2배인 높은 압력에서도 안정적으로 작동했다.

선택비란 분리막을 통해 투과된 나노입자 중 투과시키고자 하는 입자와 투과시키지 않고자 하는 입자의 비율이다. 선택비가 높을수록 우리가 원하는 입자만을 얻고 불필요한 입자들은 제거할 수 있다.

윤교수는 "9000억 원대 규모의 국내 분리막 시장에서 대부분의 분리막 소재는 수입에 의존했지만 이번 분리막 개발로 1조원 이상의 경제적 효과를 얻을 수 있을 것"이라며 "이 기술은 우리나라 외에도 미국에서도 특허 출원을 완료했다"고 설명했다.