본 과제는 게 껍질을 적절히 가공하여 친환경적이고 경제적인 흡착제를 만드는 것을 목표로 한다. 중금속은 오랜 기간 노출되면 치명적인 영향을 미칠 수 있는 위험한 물질이며 과거에 비해 다양한 경로를 통해 일반인에게 노출되기 쉬워졌다. 이를 미연에 방지하기 위해 게 껍질에 포함된 성분인 키틴을 활용하여 친환경적인 중금속 흡착제를 제작하였다.
키틴은 화학적 흡착을 통해 중금속을 흡착할 수 있는데, 게 껍질 분말을 산 용액을 이용해 전처리 과정을 거치면 그 흡착 효율을 높일 수 있다. 또한 키토산을 가교하면 hydrogel을 형성하므로 실제 산업 현장에서 활용하기에 용이하다.
본 과제에서는 이 두 가지의 성질을 이용해, pH를 6으로 조정한 HCl, CH3COOH, HCOOH 용액과 게 껍질을 교반해 전처리해주었다. 다양한 종류의 산으로 전처리한 게 껍질 분말을 세 가지 종류의 가교제(ECH(Epichlorohydrin), GLA(Glutaradehyde), PEGDE(Poly (Ethylene Glycol) Diglycidyl Ether))를 이용해 가공했다.
실험 결과 5시간 동안 가교를 진행한 실험의 경우, 키토산을 이용한 실험에서 ECH를 이용해 가교하는 것이 평균적으로 가장 높은 흡착률을 보인다는 결과를 얻었다. 다음 실험에서는 위의 결과를 참고하여 ECH를 이용해 3시간 30분 동안 가교를 진행했고, 게 껍질은 HCOOH로 전처리한 경우 63%로 가장 높은 흡착률을 보였다.
최종적으로 키토산은 HCl로 전처리하고 PEGDE를 이용해 5시간 동안 가교한 경우 80%로 가장 높은 흡착률을 보였다. 게 껍질은 절대적인 흡착 능력은 키토산보다 낮지만, 키토산과 비교해 가격이 매우 저렴하고, 환경친화적이므로 중금속 흡착제로 선택하기에 타당하다. 실제로 키토산과 게 껍질 분말의 kg당 흡착 비용을 비교하면 약 126배의 차이가 난다. 이는 단순히 수치로 계산한 비정확한 비교임을 감안해도 충분히 경제적이라 볼 수 있는 가격 차이라고 할 수 있다.