KPI뉴스 - 계면활성제 없이 물과 기름 혼합 기술개발

  • 흐림봉화15.0℃
  • 비목포13.0℃
  • 흐림제주15.7℃
  • 흐림추풍령14.8℃
  • 맑음부여13.0℃
  • 흐림울릉도15.7℃
  • 구름많음수원12.1℃
  • 맑음파주10.9℃
  • 흐림부안12.8℃
  • 흐림울진16.6℃
  • 흐림강진군15.7℃
  • 흐림금산14.8℃
  • 흐림거제17.2℃
  • 흐림의령군18.3℃
  • 흐림고창12.6℃
  • 흐림해남14.4℃
  • 흐림광주14.3℃
  • 맑음보령10.9℃
  • 구름많음대관령10.1℃
  • 구름많음정선군13.9℃
  • 흐림순창군13.9℃
  • 구름많음고산14.7℃
  • 흐림성산15.9℃
  • 흐림원주13.9℃
  • 맑음동두천11.8℃
  • 맑음서산10.3℃
  • 맑음철원11.4℃
  • 흐림완도15.4℃
  • 흐림울산18.1℃
  • 흐림순천15.4℃
  • 구름많음영월14.2℃
  • 흐림속초15.7℃
  • 흐림남원14.6℃
  • 흐림남해18.4℃
  • 흐림보성군16.4℃
  • 구름많음제천13.3℃
  • 흐림임실13.0℃
  • 흐림영덕18.5℃
  • 흐림대구19.2℃
  • 흐림창원16.7℃
  • 흐림포항20.4℃
  • 흐림여수17.6℃
  • 흐림청송군15.0℃
  • 흐림통영17.1℃
  • 구름많음태백13.1℃
  • 박무인천12.5℃
  • 흐림안동16.5℃
  • 흐림산청17.3℃
  • 구름많음충주14.1℃
  • 비북춘천13.1℃
  • 흐림밀양17.9℃
  • 맑음강화12.4℃
  • 흐림천안13.0℃
  • 맑음춘천14.0℃
  • 흐림보은14.3℃
  • 흐림영천18.4℃
  • 구름많음서청주13.6℃
  • 구름많음강릉15.7℃
  • 흐림경주시18.0℃
  • 흐림상주16.2℃
  • 구름많음양산시18.6℃
  • 구름많음대전14.4℃
  • 흐림장흥15.4℃
  • 흐림영주15.2℃
  • 흐림진주18.2℃
  • 흐림북부산18.4℃
  • 흐림거창16.2℃
  • 흐림북창원17.9℃
  • 흐림인제13.4℃
  • 흐림김해시17.5℃
  • 맑음북강릉12.8℃
  • 흐림구미17.7℃
  • 흐림이천13.6℃
  • 흐림의성15.0℃
  • 흐림청주14.3℃
  • 흐림장수13.3℃
  • 흐림고흥16.5℃
  • 맑음백령도11.1℃
  • 박무서울13.3℃
  • 흐림정읍12.9℃
  • 흐림합천19.3℃
  • 흐림서귀포17.1℃
  • 흐림영광군12.6℃
  • 흐림함양군16.0℃
  • 흐림광양시17.5℃
  • 흐림부산18.0℃
  • 흐림진도군13.6℃
  • 흐림동해15.1℃
  • 맑음홍천13.0℃
  • 맑음세종12.5℃
  • 흐림고창군12.8℃
  • 구름많음군산11.5℃
  • 흐림흑산도12.1℃
  • 맑음홍성12.4℃
  • 맑음양평14.4℃
  • 흐림문경15.6℃
  • 흐림전주13.0℃

계면활성제 없이 물과 기름 혼합 기술개발

IT News
기사승인 : 2014-12-02 00:54:53

자연적으로 섞을 수 없는 물과 기름을 인공적으로 혼합하기 위해 첨가되는 계면활성제는 화장품, 샴푸, 비누, 세재, 식품 등을 제조하기 위한 필수첨가제이다. 문제는 아무리 천연계면활성제라 하더라도 화학공정을 거쳐야 한다는 점에서 유해 가능성은 존재한다. 하지만 계면활성제를 사용하지 않고 물과 기름을 섞을 수 있다면? 우리는 다양한 계면활성제의 걱정으로부터 벗어날 수 있다.  


한국표준과학연구원(KRISS) 신기능재료표준센터 추민철 박사팀이 실온 및 대기환경에서 기름을 물속에 나노크기로 분산(SFNE: Surfact Free Nano Emulsion)하는 기술을 세계 최초로 개발했다.  


물과 기름을 섞기 위해서는 무엇보다 기름입자를 나노크기(10억분의 1 m) 수준으로 만드는 것이 중요하다. 그렇지 않을 경우, 기름입자는 서로 응집하게 되어 짧은 시간 내에 물과 분리되기 쉽다.  


 


 


1



추민철 박사팀은 새로 개발한 ‘초음파 집속 장치’를 통해 기름입자를 수십 나노미터(nm) 크기로 분산 시키는데 성공했다. 원통형 압전자를 이용해 제작된 이 장치는 물과 기름의 혼합 용액에 약 500 kHz의 고주파수를 조사하여 원통 중앙에 강력한 에너지를 집속시키는 것이 특징이다.  


분산이란 A 물질이 B 물질에 안정되게 고루 퍼져있는 상태르 말한며, 입자크기가 작고 균일하게 분산될 수록 안정성이 높아져 긴 시간동안 서로 상 분리가 일어나지 않는다.  


‘초음파 집속 장치’는 초음파로 인해 압력과 고온이 발생하는 공동현상(Cavitation)을 최대로 높여 물속의 기름입자를 작게 분해한다. 또한 용액을 순환시킬 수 있도록 설계하여 균질하게 분산이 가능하며, 대량생산이 용이할뿐만 아니라 자동화 연속 공정으로도 구현이 가능하다.  


기존의 Bath형 또는 Horn형 초음파장치(주파수: 20 kHz)로도 기름입자를 분산시킬 수 있지만 입자크기가 수 마이크로미터(100만분의 1 m)로 크기 때문에 기름입자가 서로 응집되고, 수일 내에 물과 분리되는 한계가 있었다.


추민철 박사는 올해 4월 초음파 집속장치를 통해 대표적인 화장품 성분으로 많이 쓰이는 세티올(Cetiol) 오일과 천연 올리브 오일을 계면활성제를 사용하지 않고 각각 증류수와 섞었으며, 6개월이 지난 지금도 나노에멀전 형태로 안정되게 분산되어 있는 것을 확인했다.  


해당기술을 이용하면 앞으로 계면활성제 없이도 물속에 오일을 나노크기로 분산(나노에멀젼)할 수 있어 친환경 화장품, 제약 및 의약 분야에 새로운 개념의 신제품 개발에 적용이 가능할 것으로 기대된다.또한, 나노입자의 분산에도 적용 가능한 기술로 반도체, 화장품, 페인트, 잉크, 의·제약, 음료 및 약물전달물질(DDS: Drug Delivery System) 등 다양한 분야의 분산 공정에 활용이 가능하다.  


연구책임자인 추민철 박사는 “이번 성과는 물과 기름을 실온에서 계면활성제를 전혀 사용하지 않고 안정적으로 혼합할 수 있는 현존 유일의 기술이다.”라며 “인체 친화적 화장품뿐만 아니라 의료, 식품분야에서도 쓰일 수 있기 때문에 산업적, 사회적 파급효과가 매우 큰 성과”라고 답했다. 본 연구결과는 올해 국내는 물론이고 미국, 일본, 독일, 중국 4개국에 국제출원을 마친 상태이다. 


[김들풀 기자 itnews@itnews.or.kr]


[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]