화학연구원, 생분해성 바이오플라스틱으로 제작
습해도 마스크 성능 유지되며 땅에서 자연분해
습해도 마스크 성능 유지되며 땅에서 자연분해
한국화학연구원은 황성연·오동엽·박제영 박사팀이 100% 분해되면서도 기존 마스크 필터의 단점까지 보완한 새로운 친환경 생분해성 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다.
연구진은 이 마스크가 숨쉬기 편하면서도 공기 중에 떠다니는 0.3 마이크로미터 미세입자를 95% 이상 차단하는 필터링 성능을 가졌다고 설명했다.
연구진에 따르면, 새 필터는 공기중 바이러스나 미세먼지를 98.3%를 차단했다.
또한 사용 후 쓰레기 분해 테스트 결과, 퇴비화 토양에서 28일 이내에 생분해됐다.
연구진은 현재 필터 외에도 콧대 고정 철사, 마스크 풀림 방지 연결고리, 고무줄 등 마스크의 모든 부분을 생분해성 소재로 대체할 수 있는 연구를 추진하고 있다.
황성연 바이오화학소재연구단장은 "이 기술은 국내에서 보유한 기술을 응용했기 때문에 아이디어 특허에 가까워 향후 플라스틱 문제를 해결하기 위해 국내 많은 기업들이 제품화에 사용할 수 있길 바란다"고 말했다.
연구진은 대표적 생분해성 바이오플라스틱인 폴리부틸렌 숙시네이트를 자체 기술력으로 튼튼하게 보완해 섬유 형태로 뽑은 후 섬유들을 겹쳐 부직포를 만들었다. 이 부직포를 게껍질에서 추출한 키토산 나노위스커로 코팅해 최종 필터가 완성했다.
새 필터는 코팅표면의 정전기를 이용해 외부물질을 달라붙게 하는 방식, 체처럼 외부물질을 거르는 방식 모두를 활용하면서 두 방식의 단점을 보완했다.
우선 나노 섬유와 마이크로 섬유를 겹쳐서 그 사이의 공간을 바이러스나 미세먼지가 체에 걸린 것처럼 통과하지 못하게 했다. 기존 체 방식의 필터는 나노섬유로만 이뤄져 있어서 섬유 사이의 공간이 매우 좁아 숨쉬기가 답답했다. 연구진은 나노보다 조금 더 직경이 큰 마이크로섬유를 같이 활용해서 기공을 크게 해 통기성을 높였다.
그 다음 키토산 나노위스커 코팅으로 바이러스나 미세먼지 등을 달라붙게 해 외부 물질의 포집 능력을 높였다. 마치 자석이 끌리듯 음극의 바이러스가 양극의 키토산 코팅에 달라붙어 마스크를 통과하지 못하게 만든 것이다. 습기에 취약하지 않아 필터 기능이 오래 유지된다. 또한 일시적이 아니라 여러 번 재사용할 수 있다.
이번 연구성과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 3월호에 표지논문으로 게재됐다.
한편, 코로나19 확산 이후 마스크는 생활 필수품이 됐다. 하지만 마스크 쓰레기는 분해와 재활용이 불가능해 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 마스크 중 가장 문제가 되는 부분은 필터다. 마스크의 겉감, 안감, 귀걸이는 면 소재로 만들 수 있지만, 필터는 현재 플라스틱 빨대 소재와 같은 폴리 프로필렌으로 만들어져 흙에서 썩지 않는다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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