퇴비화 조건에서 100% 자연분해와 함께 숨쉬기 편하고 재사용이 가능한 N95 성능의 신개념 생분해 마스크 필터가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국화학연구원은 황성연·오동엽·박제영 박사 연구팀이 기존 마스크 필터의 단점을 보안한 친환경 생분해성 마스크 필터를 개발했다고 22일 밝혔다.
기존 마스크 필터는 정전기 필터와 섬유 가닥을 교차시키는 방법 등 두 가지 방식으로 제조된다.
이중 시중 마스크의 90%를 차지하고 있는 정전기 필터 방식은 정전기는 건조할 때 잘 일어나기 때문에 습기에 취약하고, 섬유 가닥 교차 방식은 빈 공간이 좁은 만큼 통기성이 부족해 사람이 숨쉬기 힘들다는 단점이 있다.
연구팀은 이 두 필터 방식의 단점을 보완했다.
연구팀은 대표적 생분해 플라스틱인 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)를 자체 기술력으로 튼튼하게 보완한 다음, 이를 가느다란 나노 섬유와 마이크로 섬유 형태로 뽑은 후 섬유들을 겹쳐 부직포를 만들었다.
이 부직포를 자연에서 추출한 키토산 나노위스커로 코팅하면 최종 필터가 완성된다.
새로 개발된 필터는 공기중 미립자(바이러스, 미세먼지 등 외부물질)의 2.5마이크로미터(um) 사이즈 98.3%를 차단하는 것으로 확인됐다. 이는 현재 시중에 판매되고 있는 제품인 N95 필터 성능을 보여준다.
또 마스크 착용 전과 착용 후의 호흡 압력 차가 59 파스칼(Pa)로 낮게 측정돼 통기성 역시 뛰어난 것으로 나타났다.
아울러 쓰레기 분해 테스트 결과, 퇴비화 토양에서 28일 이내에 생분해되는 것으로 나타났다.
이번 필터는 기존 필터(부직포)를 만드는 대표적 두 공정인 멜트블로운 또는 전기방사 공정을 활용해 생산할 수 있어 대량생산에도 적용할 수 있을 전망이다.
연구팀은 현재 필터 외에도 콧대 고정 철사, 마스크 풀림 방지 연결고리, 고무줄 등 마스크의 모든 부분을 생분해성 소재로 대체할 수 있는 연구를 추진하고 있다.
황성연 바이오화학소재연구단장은 “본 기술은 국내에서 보유한 기술을 응용했기 때문에 아이디어 특허에 가깝다”며 “향후 플라스틱 문제를 해결하기 위해 국내 많은 기업들이 제품화에 사용할 수 있길 바란다”고 말했다.
이어 “국내에 아직까지 생분해성 플라스틱을 매립할 수 있는 전용매립장이 없는데, 마스크를 생분해 소재로 대체하는 것은 탄소중립 사회로 가는 중간과정이며 최종적으로는 이를 효율적으로 분해시킬 수 있는 퇴비화 매립장이 제도적으로 필요하다”고도 했다.
한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 표지논문으로 게재됐다.
