서울대 '자가 살균 기능 투명 구리 나노선 필터' 개발…'투명 마스크' 활용 기대

'구리 나노선' 교차 구조 형성…KF80 수준으로 미세먼지 막아내

[서울=뉴시스] 이번 연구에서 개발한 투명 구리 나노선 필터는 나일론 메쉬 지지대 위에 다수의 구리 나노선을 적층하여 제작했다. 이 필터는 물리적 방식과 정전기적 방식으로 미세먼지를 잡아낼 수 있다. 미량동 효과와 줄 발열 방식으로 항균 기능도 나타났다. 구리 나노선의 매우 얇은 두께 덕분에 미세먼지와 병원균을 잡아내면서도 필터를 통해 글씨가 분명히 보일 정도의 투명도를 유지했다. 특히 착용자의 입과 표정을 확연히 구분할 수 있어 청각장애인 또는 비장애인의 원활한 시각 기반 의사소통에 도움이 될 것으로 예상된다(자료=서울대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김광주 인턴 기자 = 코로나19가 장기화되면서 마스크 착용이 일상에 자리 잡은 지 오래다. 사람들은 서로의 입 모양을 알아보기 어려워졌고 의사소통에도 문제가 생겼다. 특히 시각 기반 의사소통이 어려워진 탓에 청각장애인들이 불편을 겪었고 영유아들의 언어 발달에 지장을 준다는 얘기도 나왔다.

입 주위가 투명한 마스크도 시중에 나왔지만 투명 처리된 부분은 필터나 향균 처리가 어렵다. 또 기존 마스크는 재사용이 불가능하기 때문에 환경에도 좋지 않고 오염된 표면과의 접촉을 통해 2차 전염 우려가 있다.

그런데 최근 국내 연구진이 '투명한 마스크'를 만들 수 있는 소재를 '구리'를 이용해 개발했다고 밝혀 눈길을 끈다. 서울대학교는 기계공학부 고승환 교수 연구팀이 '자가 살균 기능을 가진 투명 구리 나노선 필터'를 개발했다고 25일 밝혔다.

연구에 따르면 가벼운 나일론 필터 위에 얇고 유연한 '구리 나노선' 교차 구조를 형성하면 미세먼지와 병원균을 잡아내고 글씨가 보일 정도의 투명도를 구현할 수 있다.

구리는 높은 항균력과 전기 전도도를 가지는데, 매우 얇은 구리 선을 합성해 겹겹이 쌓고 섬유 구조를 형성하면 '구리 이온'에 의한 '미량동 효과'와 '줄 열' 발열에 의해 자가 살균도 가능해진다는 설명이다.

구체적인 성능은 수십 마이크로 단위의 미세먼지를 포집할 수 있으며 물리적으로는 KF80 수준으로 미세먼지를 막아냈다. 살균 효과는 KF94 마스크 대비 97% 이상인 것으로 나타났다. 또 70%에 가까운 가시광선 투과율을 보여 실제 마스크를 제작해 착용했을 때 입술과 표정을 확실하게 인식할 수 있었다.

이번에 개발된 소재는 고분극성 용매를 활용한 세척 과정을 통해 재사용이 가능하다. 여러 번을 재사용하고도 미세먼지 집진 성능과 줄 발열을 통한 항균 성능이 처음과 비슷한 수준으로 유지됐다.

서울대는 이번 연구 결과에 대해 "보건적 측면, 환경적 측면, 그리고 불투명한 필터로 인한 의사소통 단절과 같은 사회적 측면에서의 대응을 통합한 새로운 개념의 필터 기술을 제시한다는 점에서 의의를 찾을 수 있다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업의 지원으로 수행됐으며 국제 학술지 '나노 레터스(Nano Letters)'에 24일 게재됐다.


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