인체 정전기로 균 오염된 물 정화…'휴대형 물병' 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 보행 중 발생하는 인체 정전기 등을 이용해 병원균에 오염된 물을 정화하는 ‘휴대형 물병’을 개발했다.

한국연구재단은 연세대 신소재공학과 김상우 교수와 중국 인민대, 칭화대 국제공동연구팀이 전기천공법으로 수인성 병원균을 사멸시키는 휴대용 장치를 개발했다고 15일 밝혔다.

전기천공법은 병원체의 인지질 이중막 주변에 강한 전기장을 인가하면 전기장 주변에 이온이 축적되고 축적된 이온이 강한 압축 응력을 형성해 인지질 이중막에 구멍을 형성하는 기술이다.

최근 전기 및 광촉매를 통해 활성산소를 생성해 정수하는 방법이 도입됐으나 별도의 에너지원이 필요하다.

이에 연구팀은 보행 시 발생하는 정전기를 수확해 전기장을 만들고, 이를 전도성 고분자 나노로드로 극대화해 물통 속에 존재하는 병원체를 사멸시키는 기술을 개발했다.

이 기술은 보행 중 발생하는 정전기는 보행 속도가 빠를수록 더 큰 전기장을 만드는데 경보수준의 빠른 걸음에서 493볼트의 전압을 얻을 수 있다.

보행으로 발생한 정전기는 전도성 고분자 나노로드를 통해 집속되고 강한 전기장 주변을 지나는 병원체는 전기천공법에 의해 사멸된다.

연구팀은 정수된 물을 전자현미경으로 관찰, 바이러스 및 박테리아 표면에 구멍이 형성해 완벽히 사멸됐음을 확인했다.

또 휴대용 정화 장치를 들고 10분 동안 보행 시 99.9999%의 병원체가 사멸됐고 80회 이상의 반복실험에서도 성능이 유지했다.

김상우 교수는 “수인성 질병은 상하수도 시설이 열악한 아프리카와 일부 아시아의 국가의 공중 보건을 위협한다”며 보행으로 얻는 지속 가능한 에너지로 병원균을 직접 소독하는 기술은 안전한 식수를 제공해 주민들의 삶의 질을 높일 수 있다”고 말했다.

김영준 박사(제1저자)는 “저렴하고 지속 가능한 정수방식의 휴대용 용기가 저개발 국가와 고립 지역 및 재해 피해 지역 주민들에게 큰 도움이 되길 바란다”고 했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 개인기초연구사업 (리더 연구) 및 연세 월드클래스 펠로우 프로그램을 통해 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 워터’ 온라인에 지난 12일 게재됐다.

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