습기나 알코올에도 정전기력 차단효과 그대로 유지
마스크 필터 뿐만 아니라 공기청정기 필터에도 활용 가능

미세먼지가 심한 경우만 쓰던 마스크가 지난해 코로나19의 전세계 확산으로 이제 일상에서 없어서는 안될 필수품이 됐다. 그렇지만 요즘처럼 추운 겨울에는 마스크 안에 물방울이 맺혀 불편한 경우도 많고 습기 때문에 마스크 차단효과가 떨어지기도 한다. 국내 연구진이 습기에도 항균, 먼지 차단 효과를 그대로 유지할 수 있는 마스크 소재 물질을 개발했다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부. GIST 연구소기업 퓨리파이테크노, LG전자 H&A사업본부 에어솔루션R&D랩 공동연구팀은 고분자에 전기적으로 양성과 음성을 모두 갖는 양성(兩性)이온을 부착시켜 정전기력을 영구적으로 가질 수 있는 필터소재를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 응용나노재료’ 표지논문에 실렸다.

일반적으로 미세먼지나 항균 마스크에 사용되는 필터는 폴리프로필렌을 가는 실 형태로 뽑는 용융방사법으로 부직포를 만들어 정전기력을 부여해 미세먼지나 침방울을 차단해 병원균이 침투하는 것을 막는다. 문제는 폴리프로필렌 부직포 필터는 습기나 알코올, 유분입자, 탄소입자 등으로 정전기력이 쉽게 사라지면서 차단효과가 반감된다는 것이다.

연구팀은 양성이온이 고분자에 붙어있도록 해 영구적으로 정전기력을 유지할 수 있는 기능성 고분자 소재를 만들었다. 보통 필터가 습기에 노출되면 박테리아가 쉽게 형성되는데 이번에 개발한 필터는 고분자에 붙은 양성이온이 항균기능까지 갖추고 있어 박테리아 번식을 방지할 수 있다. 연구팀이 개발한 나노섬유 원단은 99.90% 항균성과 98.5%의 필터성능을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 습기에도 이 같은 성능은 떨어지지 않는 것으로 알려졌다.

또 다양한 화학구조 설계가 가능해 마스크 필터 뿐만 아니라 휘발성 유기물질, 바이러스 차단도 가능한 공기청정기에도 사용가능할 것으로 기대되고 있다.

이재석 GIST 교수는 “이번에 개발한 기술은 코로나19 확산방지와 미세먼지 차단을 위해 일상적으로 사용하는 마스크에 쉽게 활용할 수 있는 신소재 필터”라며 “나노재료 구조 변경으로 다양한 활용이 가능할 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr