나노물질은 해안 유류 유출 정화를 위한 강력한 도구로 부상하고 있다

주요 석유 유출 사고 후 청소는 길고 비용이 많이 드는 과정이며, 해안 지역 생태계에 대한 피해는 상당할 수 있습니다. 이는 특히 세계의 북극 지역에서 더욱 그렇습니다. 새로 개방된 해상 교통로가 예상되는 해상 교통량 증가로 인해 외딴 해안선이 위험에 노출될 것입니다.

인구가 밀집된 지역에서도 현재의 완화 기술은 낮은 유류 흡수 능력, 해양 생물에 대한 잠재적 독성, 느린 복구 과정 등 심각한 한계에 직면해 있습니다.

그러나 나노기술의 발전은 현재의 방법보다 더 효과적이고 안전하며 훨씬 더 빠르게 작동하는 솔루션을 제공할 수 있습니다. 이는 Concordia가 이끄는 연구팀이 Environmental Science: Nano 에 발표한 새로운 논문에 따른 것입니다.

"나노소재를 대응 방법으로 사용하는 것이 유망한 지속 가능한 접근법으로 부상했습니다." 지나 코디 공학 및 컴퓨터 과학부의 건물, 토목 및 환경 공학과 박사 과정생이자 이 논문의 주저자인 후이팡 비의 말입니다.

"이 논문은 해안 유류 유출 대응에서 나노기술의 상태를 큰 그림으로 볼 수 있도록 이 주제에 대한 40~50개 연구를 종합, 검토, 분석합니다. 동시에, 우리는 우리만의 제안을 제시하고 실험실에서 나노물질을 사용하는 것과 실제 응용 분야에서 나노물질을 사용하는 방법 사이의 연구 격차를 파악하고 있습니다."

그녀는 나노물질이 해양 유류 유출을 막기 위해 광범위하게 연구되고 있지만, 특히 해안선 복구에 집중하고 있다고 덧붙였습니다. 그녀는 자신이 검토한 논문의 90% 이상이 전적으로 실험실 기반이며 아직 현장에서 사용할 수 없다고 추정합니다.

격려적인 결과를 얻으려면 현장 테스트가 필요합니다.

나노물질에서 발견되는 고유한 특성은 다양한 개선 노력에 걸쳐 완화에 도움이 될 수 있습니다. 여기에는 표면 세척제, 분산제, 흡착제 및 생물학적 개선이 포함됩니다. 각 방법에는 나노물질을 사용하여 개선할 수 있는 고유한 강점과 단점이 있습니다.

예를 들어, 합성 계면활성제와 유기 용매를 생물 기반 나노물질로 대체하면 기름을 제거하는 데 매우 효과적이며 해안 생물군에 해를 끼칠 수 있는 독성 물질 생성도 줄어드는 것으로 나타났습니다.

나노물질은 분산제에도 사용할 수 있습니다. 점토 기반 나노물질은 에멀전에서 오일 입자를 안정화시켜 오일을 먹는 박테리아가 자랄 수 있는 면적이 더 넓어지고 오일이 사라지는 속도가 빨라집니다. 에어로젤이나 폼과 같은 흡착제에서 나노물질은 넓은 표면적과 많은 수의 흡착 부위 덕분에 흡수, 흡착 또는 그 조합을 통해 물에서 오일을 제거하는 것을 개선할 수 있습니다.

마지막으로, 생물학적 정화를 가속화하는 데 사용될 수도 있습니다. 생물학적 정화는 미생물을 이용해 기름과 같은 유해한 오염 물질을 덜 유해하거나 무해한 물질로 분해하는 기술입니다.

"이러한 실험실 기반 결과는 고무적이지만, 우리는 주의를 기울여야 합니다." 2023년 Vanier Canada Graduate Scholarship 수상자인 Bi는 경고합니다. "우리는 환경적 위험을 최소화하고 해안 유류 유출 대응에 나노기술을 책임감 있게 적용하기 위해 지속 가능하고 친환경적인 나노소재의 사용을 우선시해야 합니다. 또한 현장 테스트에서 이 효능을 측정하기 위해 테스트를 확대해야 합니다."

같은 학과의 준교수이자 비의 논문 지도교수인 춘장 안(Chunjiang An)에 따르면, 석유 유출 복구 도구로서 나노물질이 등장한 것은 매우 중요한 시점에 이루어지고 있다고 한다.

"우리는 많은 새로운 도전에 직면해 있으며, 석유 유출 위협은 이제 북극을 포함한 기존 지역과 새로운 지역 모두에 영향을 미칩니다."라고 그는 말합니다. "우리는 정부와 민간 부문과 협력하여 이러한 기술을 인식하고 향후 복구 지침에 포함할 수 있도록 해야 합니다."

공동 저자로는 콘코디아 대학교의 캐서린 멀리건, 지 첸 교수, 캐나다 어업해양부의 케네스 리, 메모리얼 대학교의 바이위 장이 있습니다.

이 연구는 캐나다 자연자원부 다중 파트너 연구 이니셔티브, 퀘벡 자연 및 기술 연구 기금(FRQNT), 캐나다 자연과학 및 공학 연구 위원회(NSERC) 의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250204132132.htm