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코로나19 항바이러스 99.9% 마스크 개발 성공

입력 2021.05.11. 10:14 댓글 0개
한국재료연구원 정성훈·이승훈 박사 연구팀
이온빔 기술 적용한 구리나노박막 코팅 처리
[창원=뉴시스] 한국재료연구원 나노바이오융합연구실 정성훈(왼쪽)·이승훈 선임연구원.(사진=한국재료연구원 제공) 2021.05.11. photo@newsis.com

[창원=뉴시스] 홍정명 기자 = 한국재료연구원(원장 이정환)은 나노바이오융합연구실 정성훈·이승훈 박사 연구팀이 코로나19 바이러스를 99.9% 이상 차단하면서 독성이 없는 '코로나19 항바이러스 마스크 개발'에 성공했다고 11일 밝혔다.

이번에 개발한 기술은 이온빔 기술을 적용한 구리나노박막을 KF94 마스크 폴리프로필렌 필터의 손상없이 견고하게 부착하여 구리나노입자의 독성 문제를 해결한 기술이다.

연구원에 따르면, 지금까지의 마스크 및 필터 제품은 구리나노 입자가 포함된 고분자 섬유를 이용했으며, 입자 형태의 구리는 섬유 표면에서 쉽게 분리되어 사람이 흡입할 수 있어 인체 독성 문제를 일으킬 가능성이 있었다.

이에 연구팀은 진공 롤투롤 장비를 활용한 플라즈마·이온빔 표면처리 기술을 이용해 구리나노박막이 코팅된 필터원단을 제조할 경우, 코로나19 바이러스의 비활성화가 가능한 KF94 마스크 및 HEPA 필터 개발이 가능할 것으로 예상했다.

또, 방역소재 공동 연구를 수행 중인 국립마산병원과 실제 코로나19 바이러스를 활용한 성능 검증 방안도 계획했다.

연구팀은 폴리프로필렌 필터 섬유를 이온빔으로 처리한 후, 20나노미터(㎚)의 구리박막을 진공 증착시켰다.

이온빔 공정으로 생성된 표면개질층이 구리나노박막의 박리를 막아 구리나노입자의 호흡기 침투에 의한 부작용을 방지할 수 있도록 한 것이다.

[창원=뉴시스] '코로나19 항바이러스 마스크‘ 제작 공정 및 완성된 마스크.(그림=한국재료연구원 제공) 2021.05.11. photo@newsis.com

이 기술이 적용된 KF94 마스크의 입자포집 효율은 필터 섬유의 손상이 없기 때문에 기존 KF94 마스크와 유사한 수준을 보였다.

특히 연구팀은 현재 유행 중인 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)를 마스크 표면에 1시간 동안 접촉시켜 약 99.9% 이상의 비활성화를 확인했다.

이번 연구 성과는 과학기술정보통신부가 지원하는 한국재료연구원 주요 사업인 '저온 플라즈마 응용 병원체 제거 소재 및 시스템 개발' 과제로 수행됐으며, 연구 결과는 고분자 분야 학술지인 '폴리머스(Polymers)' 4월 22일자에 게재됐다.

연구팀은 항바이러스 필터소재 뿐만 아니라 플라즈마 기술을 활용한 방역 소재부품에 관련된 특허를 다수 보유해 이의 기술이전을 진행하고 있다.

연구책임자인 이승훈 선임연구원은 "다양한 방역소재 개발도 중요하지만 고병원성 병원체를 활용한 실증 연구가 부족한 실정이기도 하다"면서 "이번 연구에서 수행한 코로나19 바이러스 평가와 같이 고위험성 병원체를 활용한 실증 결과를 확보할 수 있는 인프라와 관련 인증체계 구축으로 K-방역 소재 부품의 표준화가 시급하다"고 말했다.

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