분해가 거의 불가능해 ‘영원한 화학물질’로 불리는 과불화합물(PFAS)을 기존보다 1,000배 빠르게 제거할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST 건설및환경공학과 강석태 교수 연구팀은 부경대 김건한 교수, 미국 라이스대 마이클 S. 웡(Michael S. Wong) 교수 등 국제 공동연구진과 함께 PFAS를 물속에서 신속하게 흡착·제거할 수 있는 새로운 정화 소재를 개발했다고 30일 밝혔다.

이번에 개발된 소재는 구리(Cu)와 알루미늄(Al)이 결합된 이중층 수산화물(LDH, Layered Double Hydroxide) 구조를 갖고 있으며, 기존 활성탄이나 이온교환수지보다 최대 1,000배 빠른 속도로 PFAS를 흡착한다. 또한 열이나 화학적 처리를 통해 재사용이 가능해 환경적 지속가능성도 확보했다.

PFAS는 프라이팬 코팅제, 방수 의류, 반도체 공정 등 다양한 산업에 사용되는 물질로, 자연적으로 거의 분해되지 않아 전 세계 수질 오염의 주요 원인으로 꼽힌다. 특히 2020년 조사에 따르면 미국 수돗물의 45%, 유럽 하천의 50% 이상에서 PFAS 농도가 환경기준을 초과한 것으로 나타났다. 인체에 축적될 경우 면역력 저하, 이상지질혈증, 신장암 등 건강 피해를 유발할 수 있다.

이 같은 위험성 때문에 유럽연합(EU)은 PFAS 사용을 단계적으로 금지하고 있으며, 미국은 2023년부터 제조·수입업체에 보고를 의무화했다. 또한 2024년부터 대표 물질인 PFOA·PFOS의 음용수 기준을 4ppt(조분의 4그램)로 강화했다.

PFAS 정화는 일반적으로 흡착과 분해의 두 단계를 거치지만, 흡착 효율이 낮아 정화 속도가 느린 것이 한계로 지적돼 왔다. 이번 연구에서 제시된 신소재는 이 문제를 근본적으로 개선해 빠른 시간 안에 대량의 PFAS를 제거할 수 있는 대안으로 평가받고 있다.

연구 결과는 국제 학술지 어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials, IF 26.8) 9월 25일자 온라인판 커버 논문으로 게재됐다. 논문명은 “Regenerable Water Remediation Platform for Ultrafast Capture and Mineralization of Per- and Polyfluoroalkyl Substances”이며, DOI는 10.1002/adma.202509842이다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구사업, 과학기술정보통신부의 과학난제도전 융합연구개발사업, 세종과학펠로우십 등의 지원으로 수행됐다.