나노섬유 마스크 필터에 알코올(에탄올)을 뿌리면 열 번을 사용해도 효율이 거의 그대로 유지되는 것으로 나타났다.
차형준 포항공과대(포스텍) 화학공학과 교수와 김익수 일본 신슈대 교수 공동연구팀은 마스크 필터를 세정한 후 여과 효율, 기류 속도, 표면과 형태학적 특성을 비교, 이같이 나타났다고 17일 밝혔다. 이번 연구에는 포스텍 박사과정인 이재윤·정연수씨, 신슈대 박사과정인 사나 울라씨, 아짐 울라씨가 참여했다.
연구팀은 75% 에탄올을 마스크 필터에 뿌리거나 아예 마스크 필터를 에탄올에 담가놓는 방법을 사용했다. N95 마스크에 주로 사용되는 멜트블론 필터와 전기방사 공정으로 생산되는 나노섬유 필터에 각각 에탄올 용액을 3회 이상 분무하거나 필터를 용액에 5분 이상 담가두자 필터 내부에 잔존할 수 있는 병원체가 효과적으로 억제됐다. 두 마스크 필터 소재 모두 최초 사용 시 여과 효율이 95% 이상에 달해 착용자의 호흡기를 효과적으로 보호했다. 습기와 침(비말)에 젖는 습윤 현상도 별로 나타나지 않았다.
다만 멜트블론 필터는 에탄올 용액으로 세정한 후 재사용하자 여과 효율이 최대 64%까지 줄어든 데 비해 나노섬유 필터는 에탄올 스프레이로 세정을 하거나 24시간 담가둔 뒤 재사용하자 10회를 재사용해도 여과 효율이 거의 그대로 유지됐다. 이 차이는 세정 후 필터의 정전기가 감소하는 현상 때문이다. 멜트블론 필터는 입자를 여과할 때 표면의 정전기 효과에 일부 의존하나 나노섬유는 표면의 형태학적 특성과 기공 크기에 따라 여과한다. 나노섬유 필터는 열이나 이산화탄소 배출도 잘된다. 인간의 피부세포와 혈관세포에도 독성이 나타나지 않았다.
차 교수는 “이 연구는 최근 관심을 받는 나노섬유 마스크의 생물학적 안전성과 세정 후 여과 효율성 유지 등을 실험으로 검증한 것”이라며 의미를 부여했다. 김 교수는 “신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태에서 나노섬유 마스크가 효과적인 예방 수단”이라고 설명했다. 이번 연구는 최근 미국화학회가 발행하는 ‘ACS 응용 나노소재’ 온라인에 게재됐다. /고광본선임기자 kbgo@sedaily.com
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