국내 연구팀이 미세먼지 제거효율이 2배 높은 필터 소재를 개발했다.
한국연구재단은 경북대 화학과 정성화 교수 연구팀이 제올라이트(Zeolite)를 섬유에 소량 도입해 섬유의 미세먼지 제거효율이 면 같은 섬유에 비해 2배 이상으로 향상되는 필터 제조 기반기술을 개발했다고 밝혔다.
기존에도 다공성 물질을 도입한 필터의 성능 개선 연구가 있었으나 제올라이트를 적용한 것은 처음으로 알려졌다.
제올라이트는 실리콘(Silicone), 알루미늄(Aluminium) 및 산소를 주요 성분으로 가진 다공성 광물질로 동물사료나 식품 포장소재 첨가제로 사용될 정도로 비교적 무해하면서 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다.
연구팀은 미세먼지 표면의 전하를 띠는 성분이 전하분리 효과가 큰 제올라이트와 정전기적 상호작용을 하고 제올라이트는 특유의 다공성 구조로 넓은 표면적을 보유해 반응성도 뛰어날 것으로 예상했다.
제올라이트가 코팅된 3×3평방센티미터 섬유 필터에 초미세먼지 300ppm 이상, 미세먼지 700ppm 이상으로 심하게 오염된 공기를 통과시켰을 때 12시간 이상 안정적으로 80% 이상의 미세먼지를 제거한 것을 확인했다.
순수 면은 초미세먼지 제거율이 35% 수준이나 제올라이트를 소량 코팅하자 80% 이상으로 크게 향상됐다.
착용감에 영향을 주는 압력강하는 제올라이트 코팅에도 불구하고 27Pa에서 37Pa로 소폭 증가했으며 12시간 후에도 38Pa를 유지했으나 시판되는 KF80 마스크(175Pa)에 비해 22% 수준에 그쳤다.
연구팀은 미세먼지 제거율과 압력강하 모두를 고려한 필터의 평가기준인 품질인자를 3배 이상 향상시킬 수 있음을 확인한 연구 결과를 토대로 필터 최적화와 실제 조건에서의 현장 테스트 및 문제점 해결 등의 후속연구를 계속할 계획이다.
연구 성과는 국제학술지 Journal of Materials Chemistry A 9월21일자 35호 표지 논문으로 게재됐다. (K)