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KAIST, 플라즈마에 의한 수산기(OH radical) 생성원리 규명

2019-08-15기사 편집 2019-08-15 17:50:31

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첨부사진1플라즈마 처리수(PTW)에서 pH와 과산화수소, 아질산염 비율에 따른 수산기 반응 경로. 그림=KAIST 제공

한국과학기술원(KAIST)은 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 환경·의료 분야에서 활용되는 수산기(OH radical) 생성원리를 규명해냈다고 15일 밝혔다.

15일 KAIST에 따르면 수산기는 대표적인 활성 산소종으로, 물과 플라즈마의 반응에서 가장 중요한 역할을 하는 물질이다. 수산기는 산화력이 커 여러 목적으로 활용이 시도되고 있으며, 박테리아 살균의 경우 기존의 살균법인 과산화수소나 오존을 사용할 때보다 수십에서 수백 배 효율이 높은 것으로 최 교수 연구팀이 밝힌 바 있다. 수산기는 살균뿐 아니라, 수질 정화·폐수 처리·세척 등 환경 분야와 멸균·소독·암세포 제거 등 의료 기술에서도 잠재력을 가지고 있다. 그러나 수산기는 대량으로 생성하기가 어렵고 생존 기간이 짧아 플라즈마 기술을 적극적으로 활용하는 데 한계가 있다.

연구팀은 문제 해결을 위해 플라즈마 내에서 기존에 알려진 수산기의 생성 방식 외에 산화질소의 광분해에 의한 생성원리를 규명했다. 또 광분해를 촉진시켜 수산기의 생성량을 높이면서 동시에 제어하는 방법을 개발했다. 광분해 방법이란 플라즈마로 생성된 산화질소가 존재하는 물과 플라즈마에 자외선을 추가로 노출해 산화질소가 수산기로 분해되는 과정을 말한다. 연구팀이 개발한 광분해방법은 수산기의 생성 위치를 국한하지 않고, 자외선 노출 위치에 따라 제어할 수 있어 생존 기간이 짧다는 단점을 극복할 수 있다.

최 교수는 "이번 연구를 통해 농업, 식품, 바이오 의학 등 다양한 분야에 플라즈마 기술이 적극적으로 접목될 수 있는 기반을 마련할 것"이라고 말했다.

연구결과는 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)' 지난 7월 8일 자 온라인판에 게재됐다.주재현 기자





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첨부사진2[그림 1] 대기압 플라즈마 사진 및 수산기 생성경로. 그림=KAIST 제공

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