[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 한밭대학교는 화학생명공학과 최원산 교수 연구팀이 유비쿼터스 소재를 활용한 '고성능 야누스 에어필터(PM2.5/PM0.3)'를 개발했다고 12일 밝혔다.

미세먼지의 대부분은 친수성(물을 좋아하는 성질)의 특성을 갖고 있어 소수성(물을 싫어하는 성질)보다는 친수성 소재의 에어필터에서 훨씬 뛰어난 제거효율을 나타낸다.

이러한 이유로 친수성 소재가 고성능 에어필터에 적극 활용돼 왔고 학계 및 산업계에서는 고성능 에어필터 구현을 위해 극성이 높은 다양한 친수성 소재의 개발에 매진해왔다.

한밭대학교 최원산 교수(왼쪽)와 박솔 석사과정생(제1저자)가 기념사진을 촬영하고 있다.[사진=한밭대] 2021.01.12 memory4444444@newspim.com

최 교수 연구팀은 친수성의 미세먼지가 친수성 필터를 만나면 빠른 속도로 흡착이 되지만 소수성의 필터를 만나면 흡착 속도가 느려지면서 미세먼지가 친수와 소수의 경계면에서 지연되고 이로 인해 친수 부분에 더 많이 흡착된다는 사실을 알아냈다.

연구팀은 이를 이용해 고성능 에어필터에서는 금기시 되던 소수성 소재를 친수성 소재와 적절히 조합했고 최적의 조합비율(친수:소수=3:1)을 갖는 고성능 '야누스 에어필터'를 개발해 친수성 에어필터 대비 획기적인 성능 향상[C0: 64만2000μg/m3, RE: 99.99% for PM2.5(ΔP: 61 Pa), RE: 99.99% for PM0.3(ΔP: 152 Pa, 1 m/s)]을 구현했다.

주목할 점은 기존의 에어필터는 고가의 장비 및 소재를 사용해 왔으나 연구팀에서 사용한 소재는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 스펀지 및 면 수건으로 간단한 처리를 통해 고성능 에어필터로 변신할 수 있었다는 것이다.

기존의 상업용 헤파 필터(H13)와의 성능비교 결과 2개 기업의 제품 성능보다 우수함을 알아냈다.

최 교수는 "향후 에어필터 설계 및 제작 시 반드시 고려돼야 할 새로운 방향 및 기준을 마련한 것에 큰 의미가 있다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기초연구사업(일반연구) 지원을 받아 수행됐다.

연구결과는 엘스비어(Elsevier) 발행 국제학술지인 '화학공학저널(Chemical Engineering Journal)' 1월호에 실렸다.

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