카이스트(KAIST), 20번 세탁해도 재사용 가능한 '나노섬유 마스크' 개발

카이스트(KAIST), 20번 세탁해도 재사용 가능한 '나노섬유 마스크' 개발

코로나바이러스19로 인해 마스크 품귀현상이 빚어진 가운데 국내 연구진이 20회 가량 세탁해도 재사용이 가능한 나노섬유 마스크를 개발했습니다.

카이스트(KAIST)는 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 직경 100x500nm 크기를 갖는 나노섬유를 직교 내지는 단일 방향으로 정렬시키는 독자기술 개발을 통해 세탁 후에도 우수한 필터 효율이 잘 유지되는 마스크 필터 대체 소재인 '나노섬유 멤브레인'을 개발했다고 밝혔는데요.

김일두 교수 연구팀이 개발한 절연블럭 전기방사법은 나노섬유의 배향성을 제어해 직교 형태의 나노섬유를 제조할 수 있는 공정입니다. '배향성'은 분자와 결정들이 섬유의 길이 방향으로 평행하게 정돈돼 있는 성질을 말하는 것으로 일반적으로 섬유 내에 분자의 배향성이 향상되면 섬유의 강도가 커지는데요.

직교 나노섬유 기반 마스크는 에탄올 살균 세척 실험 결과 20회 반복 세척 후에도 초기 여과 효율을 94% 이상을 보여 여과 성능이 잘 유지됩니다. 연구팀은 20회 손빨래 후에도 나노섬유 멤브레인의 구조 변화가 전혀 일어나지 않음을 관찰했습니다. 이 마스크는 특히 에탄올에 3시간 이상 담가도 나노섬유가 녹거나 멤브레인의 뒤틀림 현상이 없어 에탄올을 이용한 살균, 세척의 경우 한 달 이상 사용이 가능합니다.

또 겉면 마스크 안쪽에 필터의 삽입 교체가 가능해 10~20회 세척 사용 후 필터를 교체할 수 있답니다.

지난해 2월 설립된 카이스트(KAIST) 교원 창업회사인 (주)김일두연구소는 방향성이 제어된 나노섬유 멤브레인을 52구 바늘구멍을 통해 섬유를 토출하는 롤투롤(roll-to-roll) 방식의 양산 설비를 구축했습니다. 이 회사는 35cm의 폭을 갖는 멤브레인을 1시간에 7m 정도 생산이 가능해 하루 평균 1500장 수준의 나노섬유 마스크 필터를 제조할 수 있는데요.

김일두 교수는 "정렬된 나노섬유 기반의 마스크 필터는 에탄올 소독 세척 또는 가벼운 손세탁을 통해 재사용이 가능하기에 마스크 품귀 문제와 마스크 폐기에서 발생하는 환경 문제를 동시에 해결하는 데 기여할 수 있다"며 "식약처 승인 등의 관련 절차를 거쳐 제품화한 후 곧 양산 설비 증설을 통해 생산량을 늘리는 한편 정렬된 멤브레인 향균기능을 부여해 사용 안전성이 더욱 향상된 고품질 필터를 개발할 것"이라고 밝혔습니다.