화학뉴스

한국화학연구원이 흙에서 100% 분해되는 친환경 마스크 필터를 개발했다.
최근 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 사태로 마스크 폐기물이 급증하고 있으나 PP(Polypropylene)로 제조한 마스크 필터는 토양에서 썩지 않아 환경오염의 원인으로 지적되고 있다.
한국화학연구원 황성연·오동엽·박제영 박사 연구팀은 생분해 플래스틱인 PBS(Polybutylene Succinate)를 이용해 퇴비화 조건에서 1개월 동안 100% 자연 분해될 수 있는 생분해 마스크 필터를 개발했다.
기존 필터보다 호흡이 편하고 습기에도 강해 여러번 재사용 가능한 것으로 알려졌다.
우선, PBS를 가느다란 나노미터 굵기 섬유와 마이크로미터 굵기 섬유로 뽑은 뒤 섬유 가닥을 교차시켜 부직포를 만들었다.
기존 필터는 나노미터 섬유로만 이루어져 섬유 사이의 공간이 좁아 숨쉬기 답답했으나 직경이 조금 더 큰 마이크로미터 섬유로 통기성을 높였다.
이후 부직포를 게 껍데기에서 추출한 키토산을 나노 입자로 만들어 표면적을 넓힌 키토산 나노위스커 소재로 코팅해 미세먼지를 포집하는데 성공했다.
기존 정전기 필터 방식은 정전기를 발생시켜 바이러스나 미세먼지 등을 달라붙게 하고 있으나 정전기가 습기에 취약해 시간이 갈수록 필터 기능이 떨어지는 문제가 있다.
키토산은 양극을 띠는 성질이 있어 전하 원리에 따라 음극을 띠는 미세먼지나 바이러스 등 외부 물질을 잡아당길 수 있고 일시적으로 발생하는 정전기가 아닌 영구적인 양전하 물질을 이용하기 때문에 습기에 강하고 여러차례 재사용할 수 있다.
새로 개발된 필터는 2.5마이크로미터 크기의 공기 중 바이러스·미세먼지의 98.3%를 차단해 기존 N95 마스크 필터 성능과 비슷한 것으로 나타났다.
사용 후 쓰레기 분해 테스트에서도 퇴비화 토양 조건에서 28일만에 생분해됐다.
황성연 바이오화학소재연구단장은 “이미 국내에서 보유한 기술을 바탕으로 키토산 코팅 아이디어를 제안한 것이기 때문에 상용화가 어렵지 않다”며 “콧대 고정 철사와 이어링 부위 등을 생분해성 소재로 대체하는 연구를 추가로 진행하고 있다”고 강조했다.
연구 결과는 국제 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 3월17일자에 게재됐다. (강윤화 선임기자)