일회용 기저귀는 오물 속 수분을 흡수하는 능력이 좋습니다. 흔히 하이드로겔 소재를 사용해 흡입력을 발휘합니다. 과학자들은 여기에 소금을 더해 한 단계 진화하도록 만들었습니다. 신소재로 공기 중 수분을 빠르게 모아 물을 얻어낼 수 있습니다.

하이드로겔은 물과 고분자 화합물로 이루어진 물질입니다. 많은 액체를 저장하면서 쉽게 부풀어 오르기 때문에 기저귀 재료로 자주 선택됩니다. 수분 흡수가 장점인 소재입니다. 연구진은 사막에서 물을 얻기 위한 수단으로 하이드로겔을 주목했습니다. 어드밴스드 메테리얼스(Advanced Materials)에 최근 실린 논문은 하이드로겔과 소금으로 공기 중에서 물을 만들어내는 과정을 다룹니다.

건조한 대기에서 물을 얻어내려면 물을 끌어오고 저장해야 합니다. 하이드로겔이 수분을 보관하는 역할을 한다면 소금은 끌어오는 임무를 맡았습니다. 소금을 주변 공기에서 수분을 끌어당기는 건조제로 적용한 것입니다. 예로 들어 염화리튬은 자기 질량의 10배에 달하는 수분을 주변에서 흡수합니다. MIT 연구실은 두 물질을 합쳐 합성강화 하이드로겔을 만들어냈습니다.

논문의 공동 저자인 구스타브 그라이버 베를린 훔볼트 대학 연구원은 "하이드로겔은 많은 물을 저장할 수 있고 소금은 많은 수증기를 포집할 수 있다"며 "따라서 직관적으로 두 가지를 결합하고 싶은 생각이 들 수 있다"고 밝혔습니다.

과거에도 하이드로겔과 소금을 응용한 연구들이 있었습니다. 하지만 별다른 성과를 거두지 않았습니다. MIT 연구진은 둘을 결합하는 과정에 문제가 있다고 생각했습니다. 하이드로겔을 소금물에 담그는 시간이 짧았다는 것입니다. 그래서 보통 1~2일 정도 걸리는 과정을 더 오랫동안 진행했습니다. 자체적으로 개발한 폴리아크릴아마이드 하이드로겔을 염화리튬 용액에 30일 동안 넣어두었습니다. 그 결과 그램당 24g의 소금을 섭취하는 데 성공했습니다. 과거 6g 정도가 최대였던 것에 비해 발전한 값입니다.

새로운 하이드로겔은 다양한 습도 환경에서 상당한 수분을 흡수해 부풀어 올랐습니다. MIT는 상대습도가 30%인 건조한 공간에서도 하이드로겔이 1g당 물을 1.79g 포집하는 기록을 세웠다고 강조했습니다. 이에 대해 논문 공동 저자인 카를로스 디아즈 마린은 "사막은 밤에 상대습도가 이 정도로 낮으므로 신소재는 사막에서 물을 생성할 수 있을 것이다"고 설명했습니다.

개발 끝에 효율성이 증가하고 생산성이 향상되면 물이 부족한 국가에 도움이 될 수 있습니다. 앞으로 건조하고 가뭄이 심한 국가에서 하이드로겔을 사용해 수동식 물 수확 장치로 이용할지도 모릅니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자