조글로로고
[과학] 희토류 물감 등장! 화려한 색상에 친환경까지…
조글로미디어(ZOGLO) 2026년1월13일 13시54분    조회:777
조글로 위챗(微信)전용 전화번호 15567604088을 귀하의 핸드폰에 저장하시면
조글로의 모든 뉴스와 정보를 무료로 받아보고 친구들과 모멘트(朋友圈)로 공유할수 있습니다.

색상이 화려한 장난감, 인쇄가 정교한 포장… 이러한 우리가 일상적으로 접하는 물건들은 비록 보기에는 아름답고 기분 좋지만 그 중 일부 산업용 물감은 색상이 오래도록 선명하게 유지되도록 하기 위해 소량의 납(铅), 카드미움(镉), 수은(汞) 등의 중금속을 함유할 수 있다. 만약 장기간 대량으로 접촉하면 건강에 일정한 영향을 미칠 수 있다.

최근 국가 중점 연구개발 계획 ‘물질 상태 조절’ 중점 특별과제 프로젝트 수석 과학자이자 국가 고수준 인재 계획 과학기술 혁신 선두 인재인 대련민족대학 교수 동빈이 이끈 팀에서 새세대 환경 친화적 물감을 성공적으로 연구 개발했다. 이 물감은 유독 중금속을 함유하지 않으면서도 더욱 화려한 색상과 더 낮은 원가를 가진다.

기존의 무기물감(无机颜料)은 비록 색상이 안정적이지만 ‘독성’의 결함을 벗어나기 어렵다. 코팅 기술을 채용하더라도 중금속이 특정 환경에서 용출(溶出)되는 것을 완전히 막기 어려워 접촉, 흡입 또는 잘못 삼킴(误食)을 통해 인체에 들어가 신경, 조혈 시스템 및 신장을 침식할 수 있다. 이러한 글로벌 난제에 직면하여 동빈팀은 우리 나라의 희토류 자원 우위를 기반으로 ‘와이드 갭 기질(宽带隙基质)+희토류 도핑(稀土掺杂)’이라는 새로운 기술 경로를 선택했다. 희토류 이온(离子)의 광학적 거동을 정밀하게 조절함으로써 초록, 노랑, 주황, 빨강 네가지 색상 계렬의 고포화도 발색을 실현했다. 이 물감은 색상이 ‘뛰여난’ 성능을 가질 뿐만 아니라 내고온성, 항로화(抗老化), 색상 고정도(色牢度)가 강한 종합적인 성능을 갖추고 있다.

희토류 연구자의 환경 친화적 초심

팀 핵심 멤버인 라석현은 “우리 팀은 원래 희토류 기초 연구를 했었으며 물감 연구 개발과는 겉보기에는 전혀 관련이 없어보였다.”며 회고했다. 당시 팀은 희토류 응용 문헌을 정리하던 중 기존 무기 물감 업계가 조정하기 어려운 모순에 직면하고 있음을 발견했다. 대부분의 선명한 노랑―빨강 계렬 물감이 중금속 화합물에 의존한다는 점이였다. 이러한 물질들은 비록 발색 효과가 뛰여나지만 강한 독성과 축적성을 가지고 있다.

라석현은 “적연광(红铅矿), 주사(朱砂), 크롬황(铬黄) 같은 전통 물감은 제조 및 사용 과정에서 유독 원소를 지속적으로 방출한다.”고 설명했다. 이러한 협밴드갭 소재는 독성이 높고 안정성이 부족하다는 고유한 결함이 있으며 종류도 매우 적어 새로운 저독성(低毒), 고선명(高艳) 발색 재료를 찾는 것이 업계의 난제로 되였다.

우연한 실험 관찰은 팀에게 돌파구의 희망을 보게 했다. 라석현은 “희토류 이온의 광학적 특성을 연구하던 중 일부 희토류 이온의 천이(跃迁)가 독특한 넓은 흡수(宽吸收) 특성을 가지고 있다는 것을 발견했는데 이는 물감의 발색 원리와 높은 일치성을 보였다.”고 말했다. 우리 나라는 희토류 자원 대국으로 풍부한 희토류 매장량을 보유하고 있어 저원가 환경 친화적 물감의 연구 개발에 타고난 자원 기반을 제공하고 있다.

“희토류 이온이 발색을 실현할 수 있고 중금속 독성을 피할 수 있다면 왜 희토류를 리용해 새로운 물감을 연구 개발해 보지 않겠는가?” 이러한 생각은 연구팀으로 하여금 환경 친화적 물감의 연구 개발 길에 본격적으로 오르게 했다.

천번의 실험으로 이루어낸 기술 돌파

프로젝트 시작 초기, 연구팀은 기술 병목 현상 돌파가 어렵고 관련 과학 연구 장비를 보장받을 수 없는 다중 도전에 직면했다. 7명의 핵심 멤버들은 전업 특기에 따라 테스트 분석, 결과 종합, 장비 유지 등의 특별 작업 소조로 나뉘여 고효률 협업 작업 메커니즘(机制)을 형성했다.

연구 개발 과정에서 연구팀이 직면한 가장 큰 도전은 희토류 이온 광학적 거동의 정밀한 조절과 색상 계렬 포화도의 효률적 최적화에 있었다. 규산알루미니움염(硅铝酸盐)은 제조 및 사용 과정에서 환경에 친화적이여 리상적인 발색 물감 요구 사항에 부합했다. “규산알루미니움염 재료는 구조 변화가 풍부하고 희토류 이온 도핑 후 격자 점유(晶格占位), 에너지 준위 천이(能级跃迁) 규칙을 파악하기 어렵다.” 라석현은 팀이 수천수만 가지 재료 조합 중에서 적합한 넓은 밴드갭 소재를 선별해야 했다고 설명했다. 이후, 그들은 결정장(晶体场) 강도를 조절하고 공유 결합성(共价性)을 증가시켜 재료가 빛 흡수 능력이 약하고 방사 천이 간섭으로 인해 서로 다른 조사(辐照) 환경에 따라 발색성(呈色性) 변동이 커 발색 물감으로 직접 사용할 수 없다는 고유한 결함을 해결했다. 라석현은 “희토류 이온과 기질 재료의 매칭 실험만 해도 우리는 천번 이상을 진행 했다.”고 말했다.

원가 통제 측면에서도 팀은 돌파를 이루었다. 규산알루미니움염은 지각에서 매장량이 가장 풍부한 광물 중 하나로 공급원이 넓고 가격이 저렴하다. 이 물감 생산에 필요한 희토류 이온은 대부분 시장 수요가 적은 원소로 원가 우위가 뚜렷하다. 동빈은 “이러한 재료들의 저원가 특성에 규모화 생산으로 인한 한계 리익이 더해져 우리는 기존 고급 환경 친화적 물감에 대비 할 때 판매 가격을 60% 이상 낮출 자신이 있다.”고 말했다.

중국과학원 원사 서홍성은 다음과 같이 평가했다. “신형 희토류 환경 친화적 물감의 발색 전략은 전통 물감의 한계를 돌파했으며 그 등장 및 량산은 전통 물감의 유독성 및 환경오염 문제를 해결할 뿐만 아니라 안정성과 생산 원가 측면에서도 현저한 우위를 보여주어 차세대 물감 기술을 선도할 것이다.”

팀 구성원들은 새로운 환경 친화적 물감의 보급은 전체 물감 업계의 기술 변혁을 추진하고 더 많은 기업이 록색 생산으로 전환하도록 촉진하며 환경 친화적 기술과 실물 경제의 심층적인 융합을 추진할 것이라고 본다.

현재 팀은 초록, 노랑, 주황, 빨강 네가지 색상 계렬 물감의 안정적인 생산을 실현했으며 대련 금보신구(金普新区)와의 예비 협력 의향을 체결하여 학교와 지역의 협력을 통해 500 톤급 시험 생산 라인 구축 및 량산을 실현할 계획이다. “다음 단계에서는 전 색상 계렬 분포를 실현할 계획이다. 응용성 측면에서는 건물 외벽, 활주로(跑道), 도자기, 자동차 페인트(汽车涂料) 등 민생과 밀접한 관련 분야부터 접근하여 ‘무독성 대체’가 일반 소비재 분야로 분포되도록 할 것이다.” 동빈이 밝히길 현재 팀에서 희토류가 X선 검사 등 의료 분야 응용에서의 연구를 탐구 중이며 더 많은 기술 난제를 해결하기 위해 노력하고 있다고 전했다.

/과학기술일보


编辑:최화

[필수입력]  닉네임

[필수입력]  인증코드  왼쪽 박스안에 표시된 수자를 정확히 입력하세요

Total : 7412
  • 최근 료녕성인민정부는 〈제7차 성급 무형문화재 대표성 항목 명부 공표에 관한 통지〉를 발표하고 료녕성문화관광청이 확정한 총 134개의 제7차 성급 무형문화재 대표성 항목을 승인하여 공포했다.이번 명부에는 다섯개의 조선족 관련 항목이 포함되여있다. 이들 항목은 무순시의 조선족농악무 〈양동이춤〉, 단동시의 ‘단...
  • 2026-01-27
  • 1월 25일, 길림일보사와 길림동북아출판미디어그룹에서 주최한 《G331 길림구간 에 길을 묻다》 신간 출판기념회가 장춘 ‘더 북’ 문화공간에서 개막하며 길림구간 G331 변경 문화관광의 새로운 장을 열었다.《G331 길림구간 에 길을 묻다》는 길림일보사에서 편찬하고 시대문예출판사에서 발행했으며...
  • 2026-01-27
  • 혹한의 계절, 교하시 신참진 륙가자촌식품가공전문합작사의 생산 공장에 들어서자 뜨거운 증기와 함께 달콤한 향이 밀려왔다.촌민들은 숙련된 동작으로 찹쌀떡 만들기에 분주하다. 반죽, 소 제조, 속 채우기, 찌기에 이르기 전 과정이 기계화를 실현해 생산라인이 고속으로 가동되고 있었다."예전에는 각자 집에서 찹쌀...
  • 2026-01-27
  • ‘14·5’기간 화전시는 현지 자원 조건을 기반으로 정책 방향을 겨냥하고 ‘고품질, 고효률, 친환경, 안전, 브랜드, 융합’을 발전 목표로 삼아 소사육산업을 핵심으로 하고 돼지, 양, 사슴 등 다양한 업태가 협력 발전하는 현대화된 축산업 새구도를 구축했다.‘과학기술+브랜드’라는 두 바퀴 동력을 통해 산업 규모와 질...
  • 2026-01-27
  • 길림성 제14기 인민대표대회 제5차 회의 부비서장 명단(2026년 1월 26일 길림성 제14기 인민대표대회 제5차 회의 주석단 제1차 회의에서 결정)김희쌍 만계쌍 형평(만족) 요수위 왕립평 제석 장지신 무승국 조영파 (녀) 编辑:최승호
  • 2026-01-27
  • 길림성 제14기 인민대표대회 제5차 회의 주석단 상무주석 명단(2026년 1월 26일 길림성 제14기 인민대표대회 제5차 회의 주석단 제1차 회의에서 추천)황강 오해영(녀) 왕추실 고광빈 범예평 전금진 류금파 장환추 가효동 량인철(조선족) 김희쌍 编辑:최승호
  • 2026-01-27
  • 길림성 제14기 인민대표대회 제5차 회의 주석단 및 비서장 명단(2026년 1월 26일 길림성 제14기 인민대표대회 제5차 회의 주비회의에서 통과됨)1. 주석단 명단(주석단 성원 95명, 성명 한자 획순으로 정렬)우평 마검강 왕자련 왕천고 왕립평 왕성승 왕지후 왕계민 왕청운 왕소검 왕상민 왕추실 왕평(녀) 왕영(녀) 차수란(녀...
  • 2026-01-27
  • 진흥 발전의 대계 함께 의논하고 단결 분투의 힘 결집성정협 13기 4차 회의 장춘에서 개막황강 연설   호옥정 참석   주국현 상무위원회 사업보고 1월 26일, 정협 길림성 제13기 위원회 제4차 회의가 장춘에서 개막했다. 정협 ...
  • 2026-01-27
  • ―고전과 현대의 조화, 음악당 거리에 스며든 따뜻한 변화해가 지면, 장춘시 조양구 중경로와 문화거리에 설치된 ‘봉무구천’(凤舞九天) 조형의 가로등이 하나씩 밝아진다. 그 우에 설치된 약동적인 음악 기호들은 따뜻한 등불 속에서 활기를 띠며 복고적인 거리 풍경과 조화를 이룬다. 깨끗이 정돈된 밤거리를 걷다보면 커...
  • 2026-01-26
  • 1월 23일 오전, 동북민간문화예술련맹이 주최한 ‘준마영춘 동심치원 2026신춘련환회’가 장춘시에서  성공리에 개최되였다. 이번 련환회는 각계 인사들에게 교류와 협력의 기회를 제공하며 동북지역의 다양한 문화 활력을 증진시키고 단결을 강화하는 정신적 상징이 되였다.행사에는 길림성인민대외우호협회, 길림성정...
  • 2026-01-26
‹처음  이전 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 다음  맨뒤›
조글로홈 | 미디어 | 포럼 | CEO비즈 | 쉼터 | 문학 | 사이버박물관 | 광고문의
[조글로•潮歌网]조선족네트워크교류협회•조선족사이버박물관• 深圳潮歌网信息技术有限公司
网站:www.zoglo.net 电子邮件:zoglo718@sohu.com 公众号: zoglo_net
[粤ICP备2023080415号]
Copyright C 2005-2023 All Rights Reserved.