[재사용] 가능한 마스크. 카이스트 개발.

# 재사용 마스크 개발

카이스트 신소재공학과 김일두 교수

마스크 대란으로 '마스크 구입 5부제'라는 전대미문의 사태를 경험하고 있는 국내의 사정과 더불어 지난 11일 WHO의 [팬데믹]선언으로 마스크 공급량을 뛰어넘는 수요가 폭증하고 있어서 마스크 품귀현상이 전 세계적으로 발생하고 있습니다. 지금 시기에 아주 반가운 소식이 전해졌습니다. 카이스트(KAIST)에서 재사용이 가능한 마스크를 개발했다고 합니다. 이 마스크는 무려 20번을 빨아도 재사용이 가능한 마스크라고 합니다. 기존의 마스크는 수분이나 물에 닿으면 정전기 기능이 사라져 필터 효율이 급격하게 떨어지므로 재사용이 어려운 점이 있었습니다. 카이스트는 신소재 공학과 김일두 교수 연구팀이 '절연 블록 전기 방사법'으로 세탁 후에도 효율이 유지되는 [나노섬유] 필터를 개발했다고 밝혔습니다. 김일두 교수 연구팀은 직경 100~500 나노미터 크기의 나노섬유를 직교 내지는 단일 방향으로 정렬시키는 '절연 블록 전기 방사법'이라는 독자기술 개발을 통해 세탁후에도 우수한 필터 효율이 잘 유지되는 나노섬유 멤브레인(특정성분을 선택적으로 통과시킴으로써일반 분리라는 일반여과 뿐만 아니라 액체에 용해된 용존 물질이나 혼합기체의 분리까지도 가능한 여과재로 선택적 투과성을 가지고 있다) 을 개발했다고 합니다. 

- 절연 블럭 전기 방사법이란

• 나노 섬유의 배향성을 제어해 직교형태의 나노 섬유를 제조할 수 있는 공정

• 공기필터의 압력강하를 최소화하고 여과 효율을 최대화 할 수 있는 구조

• 기본 무배향성 나노 섬유 소재와 차별성을 갖음

- 직교 형태의 정렬된 나노섬유 기술의 특징

• 원하는 특성(KF80~N95성능까지 구현)의 다양한 나노섬유 멤브레인을 제작가능

• 배향성을 지니고 있어 통기성이 우수

• 얇은 두께에서도 우수한 필터효율을 가질 수 있음   

새로 개발한 이 나노섬유 기반 마스크는 에탄올 살균 세척 실험 결과 20회 반복후에도 초기 여과 효율을 94%이상 유지하면서 나노 섬유의 구조변화가 번혀 일어나지 않음을 확인했다고 합니다. 특히나 에탄올에 3시간 이상 담가도 나노 섬유가 녹거나 멤브레인의 뒤틀림 현상이 없어 에탄올을 이용한 살균/세척의 경우 한달 이상 사용이 가능한 것으로 나타났습니다. 하나의 필터로 20회 이상 세척을 해서 사용이 가능하다면 필터 하나를 가지고 대략 한달을 사용할 수 가 있다는 얘기이네요. 정말 획기적이고 경제적인 마스크가 될 것 같습니다.

여러번 세척이 가능한 나노 마스크

아울러 겉면 마스크 안쪽에 필터의 삽입교체가 가능해서 10~20회 세척 사용 후, 필터를 교체할 수 있고 손세탁을 통해서도 안전한 마스크의 이용이 가능하다고 합니다. 이밖에도 4000여회의 반복적인 굽힘테스트 후에도 KF80이상의 성능이 유지되기 때문에 기계적인 내구성 또한 매우 우수하다는점이 실험을 통해 확인 되었습니다. 현재 이 마스크의 하루 생산량은 1500장 수준이며 식약처의 허가가 빠른 시일내에 이루어질 경우 한달 내 상용화가 가능하다고 합니다. 상용화 시기가 되면 하루 평균 마스크 생산량도 5만장 수준으로 늘릴 수 있다고 내다 봤습니다. 교체용 필터의 경우 한장당 2000원정도에 판매가 가능할 것이라는 예측도 나오고 있습니다. 

겉면과 필터가 분리되는 모습

 마스크 제작을 이끈 김일두 교수는 이번에 개발된 나노 섬유 기반의 마스크 필터는 에탄올 소독 세척 또는 가벼운 손세탁을 통해 재사용이 가능해 지금 벌어지고 있는 마스크 품귀 문제와 마스크 폐기에서 발생하는 환경문제를 동시에 해결하는데 기여할 수 있을 것으로 기대를 한다고 밝혔습니다.

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코로나19 진단키트 개발, 코로나19 치료제 개발, 창의적인 드라이빙 쓰루 테스트 방법 착안, 그리고 재사용이 가능한 나노섬유 마스크 개발까지 우리나라를 비롯해 전세계적으로는 매우 불행한 전염병이 되고 있는 [코로나19]이지만, 이를 통해서 대한민국의 기술력이 얼마나 뛰어난 것인지 새삼 놀라울 따름입니다. 거기에는 [빨리빨리]라는 국민성도 한 몫을 하고 있는 것이겠지요. 한때는 대한민국을 조롱하는 단어로 사용했던 [빨리빨리] 습성이 이런 고난을 만나자 빛을 발하는 것 같습니다. 세계 어느나라에서도 따라오지 못하는 속도를 보여주고 있으니까요. 정말 대단하다는 말밖에는 할 말이 없습니다. 아울러 밤낮으로 코로나19에 대처하기위해 고생하고 계시는 의사, 간호사, 공무원, 그리고 자원봉사자님들 모두 정말 감사드립니다.