[첨단기술따라잡기]세제속 '광촉매'

광촉매를 코팅한 백미러(왼쪽)엔 빗방울이 고루 퍼져 시야가 좋게 된다.

최근 세제 광고를 보면 ‘광촉매(光觸媒)’란 낯선 과학용어가 등장한다. 촉매란 화학반응이 잘 일어나게 도와주는 물질로, 자신은 변하지 않고 반응속도를 증가시킨다. 광촉매는 말 그대로 빛에너지에 의해 촉매 작용이 일어나는 물질이다.

광촉매가 빛을 받으면 (-)를 띠는 전자와 (+)를 띠는 정공(미세구멍)이 만들어진다. 광촉매의 핵심은 바로 이 전자와 정공의 강력한 산화환원력이다.

세제에 쓰인 광촉매 프탈로시아닌은 물에서 산화력이 좋은 활성산소를 만들어 빨래에 묻은 색소를 분해한다. 그렇지만 값이 비싸 세제에 포함된 양이 적기 때문에 여러 번 빨아 광촉매가 빨래에 어느 정도 축적돼야 효과를 볼 수 있다고 한다. 햇빛에 빨래를 말리지 않으면 효과가 없음은 물론이다. 광촉매로 가장 유명한 것은 이산화티타늄(TiO2). 산화아연(ZnO), 황화카드뮴(CdS) 등이 있지만, 이산화티타늄이 빛에 의해 분해되지 않고 활성도 좋아 널리 쓰인다. 국내에서는 지난해부터 몇몇 벤처기업이 전량 수입에 의존하던 이산화티타늄을 국산화하고 있으며, 2005년 국내 시장규모는 연간 1조원 정도로 추정되고 있다.

현재 타일이나 소파, 가방, 김치냉장고, 공기청정기, 청소기에서 터널 내부에 이르기까지 이산화티타늄을 코팅해 오염물질과 유해세균을 없애는 효과를 보고 있다.

광촉매의 또 다른 장점은 물과 잘 결합한다는 것. 차 유리에 광촉매를 코팅하면 비가 올 때 빗방울이 고루 퍼져 시야를 좋게 하며, 나중에 햇빛을 받으면 빗물에 묻어 온 때까지 분해된다. 이밖에 과학자들은 광촉매의 산화환원력을 이용, 물을 분해해 연료전지에 이용될 수소를 얻는 연구도 진행 중이다.

이영완 동아사이언스기자 puset@donga.com