"20회 빨아도 필터 성능 그대로" KAIST 나노 마스크 개발
"20회 빨아도 필터 성능 그대로" KAIST 나노 마스크 개발
  • 채동하
  • 승인 2020.03.16 14:16
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[소셜타임스=채동하 기자]

신종 코로나바이러스(코로나19) 감염증으로 인한 ‘마스크 대란’을 잠재울 기술이 개발됐다. 최대 20회까지 빨아도 성능이 떨어지지 않는 나노섬유 마스크를 국내 연구팀이 개발해 생산설비까지 갖춰 주목된다.

KAIST는 김일두 신소재공학과 교수팀이 20회까지 세탁해도 필터의 효율이 94% 유지되는 새로운 나노섬유 필터(멤브레인)을 개발했다고 16일 밝혔다. 나노 마스크 한장으로 약 한달 가까이 사용할 수 있게 된 것이다. 세탁한 후에도 필터 성능이 유지되는 마스크는 아직까지 없었다.

연구팀은 지난해 교원 창업회사를 설립해 하루 평균 1500장 마스크 필터를 제조할 수 있는 설비도 구축한 상태다.

면 마스크에 삽입해서 사용할 수 있는 나노필터는 시판가 기준으로 ,2000원이면 된다. 마스크 일체형으로 제작되면 면마스크 비용한 더해진다. 1회용 공적마스크가 1,500원인 점을 감안하면 저렴해 비용 절감은 물론 마스크 대란을 해소할 수 있을 것으로 보인다.

김 교수팀의 나노마스크는 미세먼지 방지용으로 개발됐다. 국내에서 구할 수 있는 고분자 소재를 이용해 초미세먼지까지 거를 수 있다.

이 기술은 나노섬유의 정렬 방향을 직각 교차 또는 단일 방향으로 정렬시키는 방식이다. 열십(十)자 형태의 필터로 제조할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 특별한 방향 없이 마치 머리카락이 엉키듯 섬유가 무작위로 엉킨 형태인 기존 나노섬유 필터보다 여과 효율과 통기성이 높다.

김 교수팀은 직경 100~500nm(나노미터, 1nm는 10억 분의 1m)인 미세한 필터를 만드는 기술을 확보했다. 여기에 섬유 종류와 두께, 밀도 등을 조절해 KF80~KF95까지 성능을 낼 수 있는 필터를 만들었다.

이 필터는 에탄올을 이용해 살균 세척을 20번 반복해도 여과효율이 94%까지 유지됐으며, 손세탁을 하거나 4,000번 구부려도 구조가 변하지 않아 내구성도 좋았다.

기존 미세먼지 마스크에서 사용하는 정전식 섬유필터는 섬유 표면에 형성된 정전기가 시간이 지날수록 소실돼 공기필터의 초기 성능을 완전하게 보전할 수 없다. 또 수분이나 물이 닿으면 정전기 기능이 사라져, 필터 효율이 급격하게 떨어져 재사용이 불가능하다.

김 교수는 2018년 미세먼지를 막는 나노필터에 대한 특허등록을 마쳤다. 지난해 3월 ‘김일두연구소’를 창업해 대전 캠퍼스 내에 생산설비까지 갖추고 있다. 현재는 하루 생산량 1,500장 수준이다. 그러나 국내외 마스크 대란이 벌어지면서 생산설비 확충에 나서고 있는 것으로 알려졌다.

나노마스크를 시판하려면 정부와 관련기관의 인증이 필요하지만, 김 교수팀은 우선 생산기술연구원 등 국내 정부 출연연구기관에서 성능에 대한 인정을 받은 상태다.

누리꾼들은 “마스크 구하기 쉬워지려나” “마스크 공급 한계 극복과 일회용마스크 폐기에서 오는 환경문제까지 해결하겠다”는 등의 반응을 보였다.


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