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미국 플로디다 주립대학 연구팀은 물을 정화하거나 핵 폐기물을 재활용하는데 도움이 되는 공정을 개발했다고 보고했다. 연구팀은 간단하고 쉽게 사용할 수 있는 에너지원인 빛을 이용해 금속 이온을 분리했다고 보고했다. 관련 연구는 Chemical Communication에 게제되었다(DOI: 10.1039/C8CC03371D). 이번 연구를 주도한 화학 및 생화학 조교수 Kenneth Hanson과 박사후 연구원 인 Sahan Salpage는 다른 방법으로는 정제하기 어려운 것들을, 빛으로 분리해 낼 수 있을 것이라고 확신했다. 이를 위해 연구팀은 냉전시대 무기 생산 현장이나 원자로에서 나온 핵 폐기물을 제거하는 기술을 개발하는 Thomas Albrecht-Schmitt 교수와 협력했다고 밝혔다. 연구팀은 금속을 분리하는데 있어, 빛이 중요한 역할을 하는 방법을 찾기 시작했다. 연구팀이 관심을 가진 금속 이온들은 칼륨, 칼슘, 철과 같은 매우 일반적인 화학 원소들을 포함하고 있으며, 아메리카슘(americium)와 큐륨(curium)과 같은 보다 무겁고, 방사성을 방출하는 원소도 포함되어 있다. 이런 원소들을 분리하는 일은 어렵고 비용이 많이 들어가는 공정이다. 하지만, 방사성 물질의 처리 및 재활용, 그리고 물 속에 들어 있는 납과 같은 중금속 오염물질을 정제하는 일은 중요한 단계이다. 연구팀은 빛을 이용한 분리 공정이 보다 쉽고, 친환경적이며, 저렴하다고 말했다. Hanson 박사팀은 철과 루테늄 이온과 결합하는 유기 킬레이트제로 실험을 시작했다. 이들 물질은 특별한 색깔을 나타내는데, 루테늄이 결합하면 밝은 청색을, 철이 결합하면 붉은 색을 띤다. 금속의 전자가 유기 물질로 전이되면서 유기 물질의 특성이 바뀌기 때문이다. 이런 특성의 차이는 금속 이온을 분리하는데 사용될 수 있다. 이번 연구에서는 철과 루테늄에 초점을 맞춰서 기술을 개발하고 최적화할 수 있었다고 연구팀은 밝혔다. 향후, 연구팀의 목표는 아메리카슘과 큐륨과 같은 중금속 원소들이 포함된 방사선 물질을 분리하는 것이다. 연구팀은 이번 연구가 분리 화학에서 새로운 영역을 열 것이며 많은 가능성이 있다고 주장했다. |
