워털루 대학교, 물에서 미세플라스틱 제거하는 혁신적인 3D 프린팅 필터 개발

물 필터링의 혁신

워털루 대학교의 연구팀이 3D 프린팅 기술과 생분해성 플라스틱을 활용한 새로운 물 필터링 시스템을 개발했습니다. 이 혁신적인 시스템은 중력 흐름을 이용하여 오염된 물에서 90%의 미세플라스틱을 효과적으로 제거하여 환경 오염 문제에 대한 유망한 해결책을 제시합니다.

필터 설계

이 필터링 시스템은 표면 다공성 공학과 압력 민감 접착 코팅의 조합을 사용하여 미세플라스틱을 포착합니다. 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 재료: 필터는 옥수수와 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원에서 유래한 생분해성 플라스틱인 폴리락틱산(PLA)으로 만들어졌습니다.
• 디자인: 필터는 직경 39mm의 원형 디스크로, 1 x 1 mm 구멍이 있는 오프셋 그리드를 특징으로 합니다. 이러한 디스크를 쌓아 올리면 물과 필터 표면 간의 상호작용을 증가시키는 복잡한 경로가 형성됩니다.

향상된 제거 효율

연구에 따르면 초기 설계는 입자 유지에 어려움을 겪어 미세플라스틱 제거율이 16%에 불과했습니다. 수정 작업을 통해 성능이 향상되었습니다: 1. 표면 거칠기: 저분자량 폴리에틸렌 글리콜을 PLA에 포함시켜 거친 표면을 만들어 제거 효율을 37%로 높였습니다. 2. 접착 코팅: 필터에 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)로 코팅하여 접착력을 향상시켜 테스트에서 51%의 제거율을 달성했습니다. 3. 컬럼 높이: 필터를 8개에서 20개로 늘리면서 제거 효율이 90%로 증가했습니다.

한계와 향후 계획

성공에도 불구하고 이 시스템은 실제 폐수에서 테스트되지 않았으며 필터의 내구성과 재사용성에 대한 도전 과제가 남아 있습니다. 필터의 실제 응용에서의 성능과 다양한 유형의 미세플라스틱에 대한 효과를 평가하기 위한 추가 연구가 필요합니다.

이 연구 결과는 Ethan A. Crawford와 Tizazu H. Mekonnen이 발표한 "3D printed, flow-through water filters for microplastic capture: The effect of surface porosity, column height, and pressure-sensitive adhesives on removal efficiency"라는 제목의 연구에서 발표되었습니다.