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다공성 DLC막의 장래 전망

전문가 제언: ○ 최근 환경부하 저감의 필요성 및 대체에너지 개발 수요의 급증에 따라 오일샌드로부터 원유 추출이나 세일가스 채굴 등의 가혹한 환경에서의 수처리용 막에 대한 수요가 증가하고 있다.

○ 본 연구에서는 고강도 코팅으로 이용되는 탄소막의 제조 방법을 응용하여 다공성 알루미나 기판 위에 두께 35㎚의 고강도 DLC막을 자립막으로서 형성했다. 성막과정에서는 기판온도를 제어함으로써 탄소막의 내부에 많은 유로를 형성시켜 유기용매의 고속투과를 실현했다. 또한 지름 1㎚의 극소 유로에서도 점성투과를 확인함으로써 분자 규모의 미시적 흐름이 점성이라는 거시적 물성과 관련된다는 중요한 사실을 확인했다. 개발된 고성능 여과 필터는 화학공업에서의 제품의 분리, 촉매 등이 혼입된 유기용매의 재활용 등에 활용할 수 있다.

○ 우리나라도 자동차부품연구원의 수송시스템산업 원천기술개발을 통한 트라이볼로지 핵심기술 개발, DLC 코팅 전문기업인 제이앤엘테크의 고경도, 윤활성을 가진 표면처리 기술개발 및 선문대학교 환경공학과 연구진의 상어 표피를 모방한 저마찰 내마모성 소재 공정개발 등 DLC막에 대한 산학연을 포괄하는 다양한 연구가 진행 중이다. 그러나 다공성 DLC막에 대한 연구는 기체분리막에 대한 연구가 일부 진행 중이며 수처리용은 미미한 수준이다.

○ DLC막은 유기용매의 고순도화, 기름성분을 함유한 폐수처리 등으로의 응용이 기대되며 방사선에 대한 내구성이 있으므로 원전 폐수처리용 이온교환수지의 대체도 가능하다. 최근에는 원료 조성이나 가스 농도 등을 조절하여 DLC막의 세공구조를 제어하는 다양한 기법이 개발되어 새로운 분리막으로서의 활용에 대한 기대를 높이고 있다. 다공성 DLC막의 용도 확대를 위해서는 나노세공의 형성 메커니즘 등의 기반기술과 함께 첨단소재의 기판을 활용한 고성능 여과 필터의 양산화 등 상용화를 위한 엔지니어링 기술 및 표준화 연구 등에도 많은 투자가 필요하다.

저자: Yoshihisa Fujii et al
자료유형: 학술정보