마이크로모터로 자발적 흡착
이동성 강점…염도문제 숙제
중국은 세계에서 원전을 가장 빠르게 늘리는 국가지만 우라늄 수급을 사실상 전량 수입에 의존한다. 중국 연구팀이 바닷속을 물고기처럼 헤엄쳐다니며 우라늄을 빨아들이는 물질을 개발했다.
27일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국과학원 청해염호연구소 연구팀은 빛으로 구동되는 금속·유기골격 마이크로모터를 만들어 관련 연구결과를 나노기술분야 학술지 '나노리서치'에 게재했다.
이 마이크로모터는 물속에서 자율적으로 이동하며 우라늄 이온을 포획할 수 있다. 실험실 테스트에서 이렇게 물속을 이동하는 입자들은 1g당 우라늄을 406㎎ 흡착했다. 포획된 우라늄은 안정적인 광물화 형태로 고정돼 저장된다.
소량의 과산화수소 연료가 공급되면 이 마이크로모터는 초당 약 7㎛(마이크로미터) 속도로 스스로 움직인다. 빛을 받으면 속도는 거의 2배로 빨라진다. 연구진은 이같은 추진 메커니즘을 '태양광 기반 부스트'라고 표현했다.
연구진은 이 물질을 개발하기 위해 직경이 인간 머리카락보다 얇은 스펀지 구조의 입자를 설계하고 장기간 물속에서도 안전성을 유지하도록 내부 화학구조를 마련했다.
연구팀의 책임과학자인 저우융취안은 "기존 흡착제가 정지상태로 우라늄 이온이 흘러오기를 기다리는 것과 달리 이 새로운 시스템은 물속을 능동적으로 이동하며 목표를 찾아간다"며 "빛에 의해 구동되기 때문에 친환경적이기도 하다"고 말했다.
SCMP는 이번 개발이 원전을 빠르게 늘리는 중국에 전략적으로 중요한 의미를 갖는다고 평가했다. 중국은 매장 우라늄이 세계 매장량의 5% 수준으로 추정되지만 세계 신규원전 건설의 절반 이상을 차지할 정도로 원전확장 속도가 빠르다. 이 때문에 우라늄을 수입에 의존하지만 해수에 포함된 약 45억톤의 우라늄 추출이 가능해지면 상황이 달라질 수 있다.
다만 이번 연구의 책임자인 저우는 "기술을 대규모로 적용하기 위해서는 넘어야 할 중요한 장애물들이 있다"며 "특히 염호(소금호수)에선 염도가 너무 높아져 (물질이) 작동할 수 없다"고 말했다.