기사 내용과 무관한 사진. 클립아트코리아육안으로는 보이지 않는 수중 미세·나노플라스틱을 자석처럼 끌어당겨 단 10분 만에 제거하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 기존 정수·하수 처리로는 잡아내기 어려웠던 초미세 플라스틱 문제를 해결할 차세대 환경 정화 기술로 주목받고 있다.
부산대학교는 12일 응용화학공학부 정성욱 교수 연구팀이 판상형 철산화물(Fe₃O₄) 자성 나노입자를 활용해 수중 미세·나노플라스틱을 95% 이상 제거하는 고효율 공정을 개발했다고 밝혔다. 핵심은 기존에 쓰이던 ‘구형’ 입자가 아니라, 접촉 면적이 훨씬 넓은 판상형(얇은 판 모양) 나노입자를 사용했다는 점이다.
미세플라스틱은 5㎜ 이하, 나노플라스틱은 1마이크로미터(㎛) 이하로 더 작아 눈으로 확인조차 불가능하다. 이 때문에 하수처리장 필터를 쉽게 통과해 강과 바다로 퍼지고, 먹이사슬을 거쳐 인체에 축적될 위험이 크다. 연구팀은 이 한계를 넘기 위해 구조 자체가 다른 나노입자에 주목했다.
판상형 자성 나노입자는 면·모서리·두께가 서로 다른 비등방성 구조를 가져 미세·나노플라스틱과 붙잡히듯 달라붙기 쉽다. 여기에 외부 자기장을 가하면 나노입자들이 서로 응집하면서 내부에 작은 빈 공간, 이른바 ‘에어포켓’이 생기는데 이 공간에 플라스틱 입자들이 추가로 갇히는 ‘동적 감금(dynamic confinement)’ 현상이 나타난다. 연구진은 이 과정이 짧은 시간에 높은 제거율을 만드는 핵심 원리라고 설명했다.
또 나노입자 표면을 화학적으로 조절해 흡착 효율을 높이고, 자기장으로 다시 회수·재사용할 수 있는 공정도 함께 구축했다. 한 번 쓰고 버리는 방식이 아니라 반복 사용이 가능해 환경 부담을 줄인 친환경 기술이라는 점도 강점이다.
정성욱 교수는 “수십~수백 나노미터 크기의 초미세 플라스틱은 인체 건강을 위협하는 새로운 환경 문제지만, 기존 필터 기반 기술로는 한계가 뚜렷했다”며 “이번 기술은 짧은 시간 안에 초미세 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 현실적인 대안으로, 차세대 수처리와 환경 정화 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구에는 정유정 박사과정생과 장은혜 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, 성과는 국제 학술지 Journal of Environmental Management 온라인판(2025년 12월 24일)에 게재됐다. 한국연구재단과 산업통상자원부 지원으로 수행된 이번 연구는 ‘보이지 않는 플라스틱 공포’에 맞설 수 있는 과학적 해법을 제시했다는 평가를 받고 있다.
