흡수율이 높은 규조토의 장점 알아보기

흡수율이 높은 규조토의 장점에 대해서 알아보겠습니다. 규조토는 물을 뿌리면 축축하게 젖기만 하는 다른 흙들과 달리 어떻게 구체적으로 금방 물을 흡수해 보송보송해질까요? 그 이유는 바로 규조토 내부의 구멍에서 찾을 수 있습니다. 규조토는 스펀지처럼 여러 개의 작은 구멍이 뚫려 있어 물기를 이 구멍 안에 가둘 수 있기 때문에 금세 물기가 사라지게 됩니다. 이처럼 작은 구멍들을 많이 갖고 있는 물질을 다공성물질이라고 합니다.

우리 몸을 구성하고 있는 세포막도, 우리가 고깃집에서 흔히 볼 수 있는 숯이나 ‘숨 쉬는 그릇’ 옹기도, 포장재로 쓰이는 셀로판도 모두 다공성물질의 한 종류입니다. 이 다공성물질은 각종 오염물질을 제거하거나 정화하는 역할을 훌륭하게 해내고 있습니다. 촉매, 정수, 미세먼지·중금속 흡착, 단열재, 이산화탄소포집기술CCS 등은 모두 다공성물질을 활용한다고 할 수 있습니다.

오염물질을 정화하는 원리는 크게 두 가지로 흡착과 삼투·역삼투 등 필터링의 방식이 있습니다. 흡착은 일반적으로 다공성물질을 이루는 분자결정와 오염물질 사이에 작용하는 ‘반데르발스 상호작용’을 이용하게 됩니다.

‘반데르발스 상호작용’이란 전기적으로 중성인 분자 사이에서 극히 근거리에서만 작용하는 약한 인력반데르발스 힘에 의한 상호작용입니다. 스펀지가 친수성을 갖고 있어 물과 스펀지 사이에 인력이 작용해 물을 흡수하는 것처럼 오염물질과 다공성물질 표면 사이에 인력이 작용해 오염물질을 흡착하는 것입니다.

다공성물질 입자 제조 시 불소플루오린와 같은 극성이 강한 물질을 첨가함으로써 용도에 따라 흡착성을 더 좋게 만들 수도 있습니다. 다공성물질 표면과 오염물질 간에 작용하는 인력이 클수록 흡착 효율이 증가하기 때문입니다. 이산화탄소 포집이나 공장 굴뚝의 흡착제 등에 이 같은 방식이 적용됩니다. 다공성물질의 기공 크기에 따라 통과할 수 있는 물질의 종류도 달라지기 때문에 필터로도 이용 가능합니다. 물 분자의 경우 분자 크기가 180pm1pm=1조 분의 1m로, 기공의 크기를 조절한 다공성물질을 이용해 정수가 가능합니다. 기공의 크기보다 큰 오염물질은 다공성물질로 이뤄진 필터를 통과할 수 없습니다. 정삼투·역삼투를 통한 해수 담수화도 동일한 원리를 적용하게 됩니다.