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섬유&염색
제올라이트, 섬유 미세먼지 제거 2배 향상
경북대 화학과 정성화 교수 연구팀, ‘제올라인트 코팅 필터’ 개발
기사입력: 2020/09/22 [12:48]  최종편집: TIN 뉴스 이 기사 후원하기
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TIN뉴스

제올라이트 코팅 면섬유,

순면 대비 초미세먼지 제거율 45%이상 향상

동 논문, 화학분야 국제학술지

‘Journal of Materials Chemistry A’ 겉표지면 장식

 

 

국내 연구팀이 면이나 폴리에스터 섬유를 제올라이트로 코팅할 경우 섬유 내 미세먼지 제거효율이 2배 이상 높일 수 있다는 연구결과를 내놨다.

 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업으로 수행된 이번 연구결과는 재료화학분야의 국제 학술지인 영국왕립화학회의의 ‘Journal of Materials Chemistry A’에 9월 21일자 겉표지(논문명: Effective removal of particulate matter from air by using zeolite-coated filters)를 장식하기도 했다.

 

제올라이트 코팅 필터 개발의 주인공은 경북대학교 화학과 정성화 교수가 이끄는 연구팀이다. 제올라이트를 섬유에 소량 도입할 경우 섬유 내 미세먼지 제거효율이 면 섬유 대비 2배 이상으로 향상되는 필터제조 기반기술을 개발했다.

 

기존에도 다공성 물질을 도입한 필터의 성능 개선 연구가 있었지만 제올라이트를 적용한 것은 이번이 처음이다. ‘제올라이트(Zeolite)’는 실리콘, 알루미늄 및 산소를 주요 성분으로 가진 다공성(多孔性) 광물질로 촉매와 흡착제, 세제 및 동물사료 등에 쓰인다. 천연 제올라이트 외에 합성 제올라이트도 용이하게 생산, 많이 유통되고 있다.

동물사료나 식품포장재 첨가제이기 때문에 비교적 무해하고 쉽게 구할 수 있다.

 

연구팀은 미세먼지 표면의 전하를 띠는 성분이 전하 분리 효과가 큰 제올라이트와 정전기적 상호작용을 할 것으로 기대했다. 특히 제올라이트는 특유의 다공성 구조로 넓은 표면적을 지녀 반응성도 뛰어날 것으로 예상했다.

 

실제 테스트 결과, 제올라이트가 코팅된 섬유(3x3㎠) 필터에 심하게 오염된(초미세먼지 300ppm 이상, 미세먼지 700ppm 이상) 공기를 통과시키면 12시간 이상 안정적으로 미세먼지가 80% 이상 제거된 것을 확인했다. 또 순수 면의 경우는 초미세먼지 제거율이 기존 35% 수준에서 소량의 제올라이트를 넣어 80% 이상을 크게 향상됐다.

 

반면 착용감에 영향을 미치는 압력강하 증가도 무시할 만한 수준으로 나타났다.

제올라이트 코팅에도 불구하고 압력강하는 27Pa(압력단위 ‘파스칼’)에서 37Pa로 소폭 증가했고, 12시간 경과 후에도 38Pa로 나타났다. 38Pa는 시판되는 KF80 마스크의 175Pa의 22% 수준의 압력강하 수치다. 즉 KF80 마스크를 착용했을 때 제올라이트 코팅된 섬유 또는 옷을 입이 착용감이 더 우수하다는 의미다.

 

연구팀은 미세먼지 제거율과 압력강화 모두를 고려한 필터의 평가기준인 품질인자를 3배 이상 향상시킬 수 있음을 확인하고 동 연구결과를 토대로 필터 최적화와 실제 조건에서의 현장 테스트 및 문제점 해결 등의 후속연구를 지속할 계획이다.

 

정성화 교수는 “이번 연구결과를 활용해 착용감이 우수한 안면 마스크와 공기 흐름 저항이 적은 산업용 필터가 개발되길 기대한다”고 말했다.

 

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

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