캘리포니아 대학의 리버사이드 캠퍼스(University of California, Riverside)의 연구진은 그래핀 산화물 나노입자가 호수 또는 하천을 통해서 매우 빠르게 이동하고, 환경에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다는 것을 발견했다.
그래핀 산화물 나노입자는 그래핀 나노입자가 산화된 것이다. 그래핀은 단일 탄소 원자층으로 구성되어 있고 높은 강도, 전도성, 유연성을 가지고 있기 때문에 전 세계적으로 활발하게 조사되고 있는 나노물질이다. 그래핀은 휴대폰과 태블릿 컴퓨터에서부터 생의학적 장치와 태양 패널까지 폭넓은 분야에 적용되고 있다. 현재, 그래핀과 탄소 나노튜브와 같은 다른 탄소 기반의 나노물질을 이용하는 사례가 급속하게 증가하고 있다. 그러나 최근 연구들은 그래핀 산화물이 인체에 유독하다는 결과를 발표하고 있다.
이런 나노물질의 제조가 증가하고 있기 때문에, 그들의 잠재적인 환경적 영향의 이해와 환경 보호국 등과 같은 기관의 규제가 중요한 의미를 가질 것이다. 이번 연구진은 지하수와 지표수(surface water) 속에서 그래핀 산화물 나노입자의 이동에 대한 새로운 연구결과를 발표했다.
오늘날의 상황은 30년 전에 화학물질과 의약품에서 겪었던 것과 유사하다. “우리는 이런 기능성 나노물질이 지하 또는 물속에 들어갔을 때 어떤 일이 발생하는지에 대해서 알지 못한다. 그래서 향후에 이런 기술의 지속 가능한 적용을 촉진하기 위해서 그래핀 산화물의 유독성에 대한 사전 대책을 강구해야 한다”고 이번 연구진은 말했다. 이 연구결과는 저널 Environmental Engineering Science의 특별호에 게재되었다.
그래핀 산화물 나노입자에 대한 지하수 및 지표수 성분(즉, 천연 유기 물질과 이온의 종류)의 효과는 토양, 지하수, 지표수 환경에서 그들의 전달 메커니즘을 이해하는데 새로운 통찰력을 제공하였다. 그래핀 산화물 나노입자의 안정성과 이동 특성은 동적 광산란(dynamic light scattering), 전기적인 특성평가, PBC(packed bed column) 실험을 통해서 조사되었다. 동일한 이온 강도(2.1±1.1?mM)에서 그래핀 산화물 나노입자의 유체역학적 지름이 지표수와 NaCl과 MgCl2 현탄액과 비교했을 때 지하수 환경에서 10 배 더 크다는 것을 안정성 결과로 증명되었다.
이 연구실은 미국에서 그래핀 산화물의 환경적인 영향을 조사할 수 있는 몇 개의 연구실 중 하나이다. 이 연구는 그래핀 산화물 나노입자의 안정성, 그들이 얼마나 잘 뭉치는지, 지하수에 대비한 지표수에서의 움직임을 이해하는데 초점을 맞추었다. 이 연구는 유의적인 차이를 발견했다.
지하수의 경우에, 더 높은 경도를 가지고 천연 유기물의 농도가 낮아서 그래핀 산화물 나노입자가 덜 안정적인 경향을 가지고, 결국 지하에 침전되거나 제거되었다. 지표수의 경우에, 더 많은 유기물과 더 낮은 경도를 가지고 있어서 나노입자는 안정적이고 더 멀리 이동했다.
이 연구는 그래핀 산화물 나노입자가 다른 기능성 나노입자와 같은 구형이 아닌 거의 평면임에도 불구하고 다른 나노입자와 동일한 안정성과 전달 특성을 가진다는 것을 발견했다. 이 연구결과는 저널 Environmental Engineering Science에 “Stability and Transport of Graphene Oxide Nanoparticles in Groundwater and Surface Water”라는 제목으로 게재되었다.
그림. 인체에 유독한 영향을 끼칠 수 있는 그래핀 산화물 샘플.
키워드 : 그래핀 산화물, 나노입자, 나노물질
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://www.nanowerk.com/nanotechnology_news/newsid=35364.php 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.05.12 11:31
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