생산기술연구원 최동윤 박사, 세종대 정재희 교수 공동개발
실내조명 4시간, 햇빛 1시간 만에 포두상구균 99% 항균
한국연구재단은 한국생산기술연구원 최동윤 선임연구원과 세종대 기계공학과 정재희 교수 연구팀이 가시광을 이용해 세균을 살균하기 위한 필터를 개발했다고 8일 밝혔다.
연구진이 제작한 필터를 실험한 결과 2.9㎽/㎠ 정도의 실내조명을 4시간 쪼인 것만으로도 표피 포도상구균에 대해 99.9%의 항균성을 띄었다. 또한 18~21㎽/㎠ 정도의 햇빛을 1시간 쪼인 것만으로도 99.98%의 항균성을 나타냈다. 연구진은 이번 연구에서 항바이러스 특성 분석은 진행하지 않았다.
공기 중에는 바이러스, 세균, 곰팡이와 같은 미생물들이 미세먼지와 함께 떠 다니고 있다.
기존에 은, 산화구리, 산화아연 등의 무기계 항균소재나 키토산 등의 천연 유기계 항균소재를 적용한 항균필터들이 소개되었지만 미생물이 항균처리된 섬유표면에 직접 접촉해야 하며 시간이 흐를수록 퇴적된 미세먼지로 효과가 저하될 우려가 있었다.
연구진은 필터 표면 상의 주변 미생물에 까지 영향을 미칠 수 있는 필터를 생각해냈다.
이에 가시광선을 쬐면 활성산소를 만드는 이산화티탄-유기염료의 복합나노입자를 만들었다. 또한 표면을 높은 수분 내구성과 광화학적 살균 성능을 가지도록 개선했다.
또 단일 에어로졸 공법을 통해 복잡한 섬유구조를 갖는 필터에 3차원 나노구조체를 만들었다. 그결과 활성산소 생성효율을 높이면서 우수한 미세먼지 제거 성능과 수분 안정성을 동시에 확보했다.
연구진은 "다만 실용화를 위해서는 나노입자 부착의 안정성 향상과 활성 산소 농도에 따른 인체 안전성 평가와 연계한 활성산소 생성 최적화 연구가 필요하다"고 설명했다. 이와함께 "향후 유기염료의 광분해로 인한 제한적인 수명을 극복하고 더 낮은 광량에서도 우수한 항균성을 달성하기 위해 광재생과 광반응 성능 개선을 위한 연구를 계속할 계획"이라고 말했다.
이번 연구결과는 나노기술 분야 국제학술지 '나노 레터스(Nano Letters)'에 지난 2월 24일 표지논문으로 게재됐다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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