양성이온이 도입된 고분자를 전기방사해 나노섬유 원단을 제조하는 과정.[광주과기원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 영구적 집진력과 강력한 항균력으로 무장한 고분자 필터가 국내연구진에 의해 개발됐다. 코로나19 확산 방지와 미세먼지 저감을 위한 마스크 제작에 적용될 전망이다.

광주과학기술원(GIST)은 신소재공학부 이재석 교수 연구팀이 고분자에 양성이온을 부착시켜 영구적으로 정전기력(집진력)을 갖는 고분자 필터 소재 및 미세먼지 저감에 효과적인 항균성 필터를 개발했다고 16일 밝혔다.

일반적인 미세먼지 저감 마스크에 사용되는 필터는 폴리프로필렌을 용융방사해 부직포를 만들고 정전기력을 부여한다. 하지만 습기나 알코올, 유분입자, 탄소입자 등에 의해 정전기력이 쉽게 사라지는 단점이 있다.

연구팀이 개발한 기능성 고분자 소재는 높은 양성이온이 고분자에 붙어있어 영구적으로 정전기력을 유지할 수 있다는 장점이 있다. 고분자의 특성상 다양한 화학구조의 설계가 가능해 실내 미세먼지뿐 아니라 장기적으로 휘발성 유기 물질이나 바이러스가 존재하는 환경에 맞춘 기능성 필터 소재의 개발에 활용할 수 있다.

고분자에 붙어있는 양성이온은 항균성을 가지고 있어 필터가 습기 등에 노출되었을 때 박테리아가 쉽게 번성할 수 있는데 양성이온을 갖는 고분자 필터는 박테리아의 번식을 방지할 수 있다.

연구팀은 양성이온이 도입된 고분자를 전기방사를 통해서 나노섬유의 직경을 수백 나노미터 수준으로 제어해 나노섬유 원단을 제조했다. 개발한 나노섬유 원단은 뛰어난 항균성(99.90%)과 높은 필터 성능(98.5%)을 구현했다.

제조된 나노섬유 원단의 전자현미경 사진.[광주과기원 제공]

이재석 교수는 “향후 미세먼지 저감을 위한 마스크 뿐 아니라 강력한 항균력을 갖는 마스크 제작에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

한국연구재단의 미세먼지 국가전략프로젝트사업 지원을 받은 이번 연구성과는 나노 응용분야 국제학술지 ‘ACS 응용 나노 물질(ACS Applied Nano Materials)’ 최신호 표지논문으로 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com