[표지로 읽는 과학] 고농도·고밀도로 기체를 물에 녹일 수 있다 - 동아사이언스

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네이처 제공

이번주 네이처는 표지에 물방울의 모습을 실었다. 자세히 보면 소용돌이 치는 유체 속에서 물방울처럼 보이는 둥근 형태의 모습이 보이고 그 속에 화학물질의 결합으로 보이는 구조가 들어있다. 제목엔 강렬하게 ‘다공성(투과성 POROUS) 물(WATER)’라는 두 단어를 내세우며 고밀도로 가스를 담을 수 있는 물이라는 설명을 곁들였다.

기체는 물에 용해된다. 대표적인 게 탄산이다. 탄산이 물에 용해되면 탄산수가 된다. 다양한 기체가 물에 용해될 수 있지만 액체인 물이 녹일 수 있는 기체의 양은 상대적으로 많지 않다.

재라드 메이슨 미국 하버드대 화학과·화학생물학과 교수 연구팀은 영구적으로 다공성 물을 생성해 다량의 기체가 액체 내에 고농도로 녹을 수 있는 시스템을 제시하고 국제학술지 네이처에 연구논문을 공개했다.

연구진은 맞춤형 미세 다공성 나노결정을 물과 기타 수용액에 현탁시켰다. 현탁은 액체에 완전히 용해되지 않은 물질이 섞여 있는 현상을 의미한다. 액체에 녹진 않지만 섞여 있는 다공성 나노결정 표면은 물 분자를 밀어내기 때문에 액체에 녹아드는 기체를 손쉽게 흡수할 수 있는 ‘기공’을 만들어내는 방식이다.

연구진은 이를 통해 산소와 이산화탄소를 포함한 기체를 기존 물에서보다 훨씬 고밀도, 고농도로 저장하는 데 성공했다. 연구진은 “이번 연구는 에너지 분야에 생물의학 분야에 큰 영향을 미칠 것”이라며 “산소가 많이 용해된 액체는 촉매 작용이나 혈액으로 응용하는 데 활용될 수 있기 때문”이라고 밝혔다.

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