한달 내 분해되고 재사용 가능한 마스크, 국내 연구진이 개발

조승한 동아사이언스기자 입력 2021-03-22 17:44수정 2021-03-22 17:50
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황성연 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 바이오화학소재연구단 단장(왼쪽)과 오동엽 선임연구원(오른쪽), 박제영 선임연구원 연구팀은 한 달 안에 100% 자연분해되면서도 기존 마스크 필터의 단점을 보완한 생분해 마스크 필터를 개발했다. 한국화학연구원 제공
국내 연구진이 한 달 내로 썩어 없어지고, 반복 사용도 가능한 마스크를 개발했다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 장기화로 새로운 오염원이 된 ‘마스크 쓰레기’ 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

황성연 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 바이오화학소재연구단장과 오동엽, 박제영 선임연구원팀은 KF94 성능을 보이면서도 습기에 강하고 재사용이 가능한 생분해 마스크를 개발했다고 22일 밝혔다.

마스크의 필터와 겉감, 머리끈 등 마스크를 구성하는 소재 대부분은 분해와 재활용이 어려워 환경오염 문제를 일으킨다. 특히 바이러스를 거르기 위해 KF94 마스크에 쓰는 정전기 필터는 플라스틱 빨대 소재와 같은 폴리프로필렌으로 만들어져 흙에서 썩지 않는다.

한국화학연구원 연구팀은 생분해 플라스틱과 게에서 추출한 키토산을 이용해 한 달 안에 100% 자연분해되면서도 기존 마스크 필터의 단점을 보완한 생분해 마스크 필터를 개발했다. 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 표지논문으로 실렸다. 한국화학연구원 제공
연구팀은 폴리프로필렌과 비슷한 강도를 가지는 생분해 플라스틱인 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 나노섬유를 겹쳐 바이러스가 통과하기 어려운 그물망 형태의 부직포를 만들었다. 이 부직포에 게껍질에서 추출한 키토산을 나노 입자로 만들어 코팅했다. 키토산 나노입자는 양전하를 띠어 주로 음전하를 띠는 바이러스나 미세먼지를 달라붙게 한다. 섬유는 나노 섬유와 마이크로 섬유를 섞어 바이러스나 미세먼지가 통과하지 못하면서도 숨쉬기 편하게 했다. 습기에 약한 정전기 방식과 달리 45회 이상 재사용해도 차단율을 유지했고 퇴비화 조건에서 28일 내로 썩어 없어졌다.

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이렇게 개발한 필터는 초미세먼지 기준인 2.5마이크로미터(㎛·100만 분의 1m) 크기 입자 98.3%를 차단하는 것으로 나타났다. 연구팀은 “한국 기준인 KF94와 비슷한 수준”이라고 말했다.

황 단장은 “최근 쓰레기 문제가 불거지며 기업들과 정부에서 최근 생분해성 마스크에 대해 관심을 갖고 있다”며 “국내에서 보유한 기술을 응용한 아이디어 특허에 가까운 연구로 향후 플라스틱 문제를 해결하기 위해 국내 기업들이 제품화에 사용할 수 있길 바란다”고 말했다. 연구결과는 17일 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 표지논문으로 발표됐다.

조승한 동아사이언스기자 shinjsh@donga.com
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