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섬유정보

5분 만에 코로나 99.99% 살균 필터 - 성균관대·美노스캐롤라이나大·호주 왕립大 연구팀 공동개발

작 성 자
산업정보교육팀
조 회 수
293
작 성 일
2021-10-28
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갈륨과 구리 합금시켜 구리 표면의 균일한 코팅기술 개발

섬유와의 친화력 높은 액체 갈륨을 섬유 분사 후 구리와 이온반응 처리

 


한국·미국·호주 대학 연구진이 항바이러스 효과가 우수한 갈륨·구리 코팅 섬유 필터를 개발했다. 코팅 섬유 필터는 갈륨을 이용해 구리를 보다 균일하게 섬유에 밀착시킬 수 있는 기능성 코팅 기술를 적용해 개발했다.

 

한국연구재단에 따르면 개발자들은 ▲성균관대 화학공학과 김태일 교수 연구팀이 ▲미국 노스캐롤라이나주립대 Michael Dickey교수 연구팀 ▲호주 RMIT대학 Vi Khanh Truong 박사 연구팀 공동연구한 성과로 기계적 특성이 우수하며, 항균·항바이러스 효과가 뛰어나다.

 

기존 다공성 필터를 이용한 선택적 여과나 정전기적 흡착 방식은 병원체를 제거하는 것이 아닌 걸러내기 위한 목적이어서 필터 표면에 오염문제가 남는다. 이에 연구팀은 액체 금속인 갈륨을 도입, 구리의 항균·항바이러스 효과는 높이는 한편 보다 균일하고 안정적인 코팅에 성공했다. 섬유와 친화력이 뛰어난 액체 갈륨을 섬유에 분사한 후, 이들 갈륨과 구리 이온과의 자발적 화학반응을 유도해 그 위에 갈륨-구리 합금 소재를 형성했다.

 

연구진은 코로나와 같은 99% 동일한 구조체의 휴먼 코로나 바이러스를 대상으로 만들어진 코팅 필터의 항바이러스 효과를 확인했다. 테스트 결과, 갈륨-구리 합금이 코팅된 섬유에 배양한 바이러스는 5분 내 99.99% 사멸됐다. 이는 판지 소재에서는 24시간, 플라스틱과 스테인리스강 표면에서 2~3일, 구리 재질 표면에서 4시간 후 사멸되는 것이 비해 시간이 크게 단축됐다.

 

코팅 안정성도 높였다.

재채기나 기침을 통해 공기 흐름이 생겼을 경우 코팅 입자가 떨어지는지 살펴본 결과, 기존 구리만 코팅된 경우 25% 입자가 떨어진 반면 갈륨-구리 합금으로 코팅된 경우 떨어지는 입자가 없는 것으로 확인됐다. 특히 비교적 경제적이고 단순한 용액 공정으로 코팅이 가능하다는 것이 강점이다.

 

성균관대 화학공학과 김태일 교수는 “미생물이 구리 이온을 대사시키면 세포막에 구멍이 나 세포사멸을 돕는 활성산소가 유입된다”며 “또 미생물 증식에 필요한 철 이온과 유사한 갈륨 이온을 흡수하는 것 역시 복합적으로 작용해 항바이러스 효과가 강화되는 것”이라고 설명했다.

 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 휴먼플러스융합연구개발사업, 나노소재원천기술개발사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과(논문명: A Liquid Metal Mediated Metallic Coating for Antimicrobial and Antiviral Fabrics)는 소재 분야 국제학술지‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 9월 22일 온라인 판에 게재됐으며, 11월호 표지에도 선정됐다.

<출처 : TIN뉴스>

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