[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 숨쉬기 편하고 재사용이 가능한 생분해성 마스크 필터를 개발했다.

이 필터는 1개월 내 퇴비화 조건에서 100% 자연적으로 분해되는 것이 특징이다.

한국화학연구원은 바이오화학소재연구센터 황성연·박제영·오동엽 박사 연구팀이 N95 성능의 신개념 생분해 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다.

일반적인 석유계 마스크필터 제작 원리(왼쪽)와 생분해성 마스크필터 제작 원리(오른쪽)에 대한 필터 메커니즘[사진=한국화학연구원] 2021.03.22 memory4444444@newspim.com

폐마스크 쓰레기는 분해 및 재활용 불가능해 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 가장 문제가 되는 부분은 필터다.

마스크의 겉감, 안감, 귀걸이는 면 소재로 만들 수 있으나 필터는 현재 플라스틱 빨대 소재와 같은 폴리 프로필렌으로 만들어져 흙에서 썩지 않는다.

이에 연구팀은 정전기 방식의 필터와 플라스틱 섬유 가닥을 교차시켜 만드는 방식의 필터 제조법의 단점을 보완, 습기에 강해 여러 차례 재사용할 수 있으면서도 숨쉬기 편한 신개념 생분해성 마스크 필터를 만들었다.

연구팀은 대표적 생분해 플라스틱인 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)를 자체 기술력으로 튼튼하게 보완한 후 이를 가느다란 나노 섬유와 마이크로 섬유 형태로 뽑은 다음 섬유들을 겹쳐 부직포를 만들었다.

이 부직포를 자연에서 추출한 키토산 나노위스커로 코팅하면 최종 필터가 완성된다.

새로운 필터는 코팅표면의 전하로 외부물질을 달라붙게 하는 방식, 체처럼 외부물질을 거르는 방식 이 두 가지를 모두 활용하면서 두 방식의 단점을 보완한 것이다.

생분해성 마스크필터의 시간에 따른 효소분해 및 무게감소율을 측정한 사진(a)과 퇴비화 토양에서 28일동안 생분해되는 과정을 찍은 사진[사진=한국화학연구원] 2021.03.22 memory4444444@newspim.com

필터는 공기중 미립자(바이러스, 미세먼지 등 외부물질)의 2.5마이크로미터(um) 사이즈 98.3%를 차단하는 것으로 확인됐다.

이는 현재 시중에 판매되고 있는 제품인 N95 필터 성능을 보였다.

마스크 착용 전과 착용 후의 호흡 압력 차가 59 파스칼(Pa)로 낮게 측정돼 통기성이 좋은 것으로 나타났다.

이밖에 사용 후 쓰레기 분해 테스트 결과 퇴비화 토양에서 28일 이내에 생분해된다. 대량생산도 가능하다.

왼쪽부터 한국화학연구원 바이오화학연구센터 황성연·박제영·오동엽 박사가 '생분해성 마스크 필터와 나노키틴 용액'을 들고 있다.[사진=화학연] 2021.03.22 memory4444444@newspim.com

이번 연구성과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 3월호에 표지논문으로 실렸다.

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