KIST 연구팀, 물 표면장력 활용한 톱니 구조 기반 수상드론 개발

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미세플라스틱 제거 수상 드론 [KIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

물에 떠다니며 톱니바퀴 입으로 미세 플라스틱을 제거하는 드론이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 극한소재연구센터 김성진 선임연구원, 문명운 책임연구원 연구팀이 물의 표면장력을 활용한 톱니 구조를 통해 미세 플라스틱을 제거하는 수상 드론 기술을 구현했다고 29일 밝혔다.

미세 플라스틱을 제거하는 기존 필터 방식 수처리 기술은 크기와 모양이 다양한 미세 플라스틱을 효과적으로 걸러내기 어렵고 쉽게 막히는 문제가 있었다.

또 작은 입자를 회수하려면 필터망을 촘촘히 설계해야 해 효율이 낮아지는 문제도 있었다.

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톱니바퀴에 표면장력에 의해 딸려 들어와 갇히는 미세플라스틱 [KIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 필터 대신 물이 잘 달라붙는 재질의 톱니를 물 위에서 굴려 미세 플라스틱을 제거하는 기술을 개발했다.

물에 잘 달라붙는 톱니의 표면장력이 만드는 힘으로 미세 플라스틱을 톱니로 끌어들이고, 톱니 사이 물막에 미세 플라스틱이 갇히게 한 다음 톱니를 돌려 거름통에 물과 미세플라스틱을 버리면 물은 빠져나가고 미세 플라스틱만 남는 원리다.

연구팀은 이 기술을 통해 작게는 1마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 크기부터 4㎜ 크기까지 다양한 미세 플라스틱을 80% 이상 효율로 회수했다.

또 바다나 호수, 강 등 넓은 수역에서도 드론을 운영하며 실시간으로 미세 플라스틱을 제거할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

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톱니 드럼을 활용한 미세플라스틱 회수 [KIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

관련 기술은 기업에 이전해 실제 현장에서 활용되고 있다고 연구팀은 덧붙였다.

문 책임연구원은 "수상 드론뿐만 아니라 양식장 수처리 필터와 같은 고정형 시스템에도 적용할 수 있다"며 "가정용 수처리 필터 장치로 확장해 개인이 일상에서 사용할 수 있는 형태로도 개발할 수 있다"고 말했다.

연구 결과는 이달 5일 국제학술지 '어드밴스트 사이언스'에 실렸다.