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리오트로픽 액정고분자의 멤브레인 응용

전문가 제언: ○ 물질을 분리하는 수단 중에는 여러 가지 방법이 있으나 점점 그 중요성을 더 해가는 것이 분리막(membrane)이다. 분리의 대상이 고체 간 혹은 고체와 액체 간에서 주로 이루어지는 고전적으로 평이한 필터(filter)의 기능을 넘어 나노미터 크기의 분자 간의 분리까지도 가능한 차원으로 발전하고 있다.

○ 본 문헌에서 언급하고 있는 가교 리오트로픽 액정(LLC) 결합체는 멤브레인 용도로 이용되는 새로운 고분자재료이다. 이 물질은 중합 가능한 양친화성 물질을 물중에서 상분리(相分離)나 자기회합을 활용하여 치밀한 질서 구조체를 형성시킨 후, 그 미세구조를 유지시킨 채 in situ 가교 중합시켜 얻을 수 있다. 얻어진 고분자 네트워크는 질서정연한 나노스케일의 친수성 영역과 가교 친유성 영역을 형성한다. 이 영역을 이용하여 고분자를 통과하는 기체의 용해도와 확산성을 조절함으로서 분자 간 분리가 가능하다.

○ 새로운 형태의 분리막인 가교 중합 LLC를 이용하면 용해-확산 메커니즘의 공간을 갖는 친수성 영역을 활용하여 분자크기 레벨에서의 공극 이동과 크기 선별이 가능하다. 가교 LLC 결합체의 응용 가능 분야에는 기체 분리 멤브레인, 선택적 기체 차단 물질, 물 나노필터, 해수담수화 멤브레인 등이 있다.

○ 고기능성 분리막은 용도와 메커니즘에 따라 기체분리막, 이온 교환막, 투석막, 역삼투막, 정밀 여과막, 한외여과막 등 다양한 형태로 분류된다. 이들을 형성하는 재료로는 다양한 고분자가 주로 사용되고 있다. 고분자 소재의 특징과 더불어 다양한 제조기술이 요구된다.

○ 새로운 분리막 재료 및 막 제조기술은 막의 투과속도를 향상시키기 위해 박막화(薄膜化)를 지향하고 있다. 종래의 막이 공업적으로 활용되기 위해서는 투과속도의 실용성이 중요하다. 최근 에너지 위기, 온난화 환경문제, 수자원 특히 식용 음료수 부족 문제 등 세계적 미래 상황에 대처하기 위해서라도 고기능 분리막의 지속적 연구개발이 절실히 필요하다.

저자: Douglas L. Gin, Jason E. Bara, Richard D. Noble, Brian J. Elliott
자료유형: 학술정보