中대학, 바닷속 미세플라스틱 수거하는 로봇 물고기 개발

중국 과학자들이 바다를 오염시키는 미세 플라스틱을 제거하기 위해 생체 공학 ‘로보 피시’(robo-fish)를 디자인했다는 연구 결과를 공개했다.

22일 가디언 등 외신에 따르면 중국 쓰촨대학 연구원들은 이날 ‘나노 레터스 저널’에 수질 오염을 일으키는 미세 플라스틱을 추적하기 위한 혁신적인 해결책으로 물속을 부드럽게 헤엄치면서 오염 물질을 흡착할 수 있는 작은 로봇 물고기를 발명했다는 내용의 논문을 발표했다.

미세 플라스틱이란 사람들이 매일 사용하는 물병, 자동차 타이어, 합성 섬유 티셔츠 등과 같은 큰 플라스틱 물질로부터 조각난 수십억 개의 작은 플라스틱 입자이다.

미세 플라스틱은 21세기의 가장 큰 환경 문제로 언급되곤 하는데 이 작은 입자들이 환경에 흩어지면 식수, 생산품, 음식 등으로 흘러 들어가 환경과 동물 그리고 인간까지 해칠 수 있기 때문이다.

이번 연구의 주요 저자 중 한 명인 쓰촨 대학 고분자 연구소 왕위옌 박사는 “수생환경에 해로운 미세 플라스틱을 정확하게 수집하고 표본으로 추출할 수 있는 로봇을 개발하는 것이 매우 중요하다”며 연구 목표를 설명했다.

이들이 개발한 로보 피시는 길이가 약 1cm(13㎜)에 불과하지만 꼬리에 장착한 가벼운 레이저 시스템을 통해 플랑크톤이 물에서 떠다니는 속도와 비슷한 초당 30㎜의 속도로 헤엄칠 수 있다.

연구원들은 자개라고 불리는 진주층에서 영감을 받아 이 로봇을 만들었다.

이들은 조개껍데기 내부 덮개인 자개의 특정한 전기 화학구배(전기화학적 전위차에 따라 이온이 막을 통과하여 움직일 수 있는 기울기)를 참고해 다양한 미세 분자층을 겹쳐 자개와 유사한 물질을 만들었다.

논문에 따르면 이 로보 피시는 신축성과 유연성을 갖고 있어 하나당 최대 5㎏까지 미세플라스틱을 흡착할 수 있다.

로보 피시는 미세 플라스틱에 포함된 유기 염료, 항생제, 중금속 등과 강한 화학적·정전기적 상호작용을 통해 이들을 흡착해 물속에서 미세 플라스틱을 모아 제거한다.

왕위옌 박사는 “연구원들은 이 로봇들이 수집한 미세 플라스틱의 구성과 생리적 독성을 더 깊게 연구할 예정”이라고 전했다.

그는 “로보 피시가 임무 중 절단되거나 손상될 경우 스스로 고칠 수 있는 자기 재생 능력까지 갖추고 있다”고 말했다.

그는 “이 로보 피시 자가 치료 능력은 89% 수준까지 가능하며 거친 바다에서 임무를 수행하다가 로봇 자체에 약간의 손상이 생긴 경우에도 제 기능을 할 수 있다”고 말했다.

그는 “로보 피시에 대한 연구가 아직 개념단계 수준”이라며 “실제 환경에서 어떻게 활용할 수 있을지 더 많은 연구가 필요하다”고 말했다.

그러면서도 “이 생체공학적인 디자인을 발명한 것이 다른 유사한 프로젝트의 도약에도 도움이 될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

[서울=뉴시스]