본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
나노 섬유로 만들어진 필터는 코로나 바이러스 에어로졸(연무)을 100% 가까이 거른다: 이 필터는 COVID-19(코로나) 바이러스의 공중 확산을 억제: 코로나 바이러스 에어로졸을 사용한 최초의 연구다.
[2021년 5월20일 = ENN] 고분자 나노 실로 만든 필터를 이용한 실험에서 이 필터는 코로나 바이러스 에어로졸의 99.9%를 포착하여 세 종류의 상용 마스크를 납작하게 눌러 버렸다.
저자인 UC Riverside 화학 및 환경 공학 조교수인 Yun Shen은, “우리 연구는 안면 마스크와 공기 필터의 여과 효율을 평가하기 위해 코로나 바이러스 에어로졸을 사용한 최초의 연구이다.”라며, "이전 연구에서는 식염수, 폴리스티렌 비드 및 박테리오파지 (박테리아를 감염시키는 바이러스 그룹)와 같은 대용 물질을 사용했다." 라고 말했다.
UC Riverside와 The George Washington University의 엔지니어가 참여한 이 연구는 코로나 바이러스의 공중 확산을 방지하기 위해 사용되는 수술용 마스크, 면 마스크, 목 게이터(목부터 턱, 입을 가려주는 목 토시) 그리고 전기 방사된 나노 섬유막에 대한 코로나 바이러스 에어로졸의 방지 효과를 비교했다.
면 마스크와 목 게이터는 에어로졸의 약 45 ~ 73% 만을 제거했다. 수술용 마스크는 훨씬 효과적으로 코로나 바이러스 에어로졸의 98%를 제거했지만, 나노 섬유 필터는 거의 모든 코로나 바이러스 에어로졸을 제거했다.
세계 보건기구와 질병 통제 센터는 에어로졸을 COVID-19 바이러스 전파의 주요 메커니즘으로 인식했다.
에어로졸은 오랜 시간 동안 공기 중에 떠 있을 수 있는 작은 물 입자 또는 기타 물질로 호흡기를 통과할 수 있을 만큼 작다.
사람들은 숨을 쉬거나, 기침, 그리고 말하거나, 소리를 지를 때와 노래할 때마다 에어로졸을 방출한다.
COVID-19에 감염된 경우 이러한 에어로졸에도 바이러스가 포함될 수 있으며, 충분한 양의 코로나 바이러스가 포함된 에어로졸을 흡입한 사람들은 감염될 수 있다.
전염성 신종 바이러스를 연구하는 것은 위험한 일이며, 상대적으로 드물게 가장 높은 생물 보안 등급을 받은 실험실에서 수행된다.
지금까지 코로나 바이러스가 세계적으로 유행하는 동안 마스크 또는 필터 효율성에 대한 모든 연구에서는 코로나 바이러스 에어로졸의 크기와 습성과 비슷하다고 생각되는 다른 물질을 사용했다.
새로운 연구는 에어로졸화 된 식염수 용액과 COVID-19를 일으키는 같은 과의 바이러스이지만 쥐만 감염시키는 코로나 바이러스를 함유한 에어로졸 모두를 시험함으로써 개선되었다.
Shen과 George Washington 대학의 동료 Danmeng Shuai는 액체로 된 폴리비닐 데네 불화수소 방울에 고전압을 보내 직경 약300 나노 미터의 실을 회전시켜 나노 섬유 필터를 생산했다.
사람의 머리카락보다 약 167배 가는 두께. 이 과정은 나노 섬유 표면에 직경이 몇 마이크로 미터 밖에 되지 않는 구멍을 만들어 코로나 바이러스 에어로졸의 99.9%를 포착하는 데 도움이 되었다.
전기 방사(electrospinning)로 알려진 생산 기술은 비용면에서 효율적이며 개인 보호 장비와 공기 여과 시스템에 사용하기 위한 나노 섬유 필터를 대량 생산할 수 있게 되었다.
전기 방사는 정전기 전하를 나노 섬유에 남겨 에어로졸의 포획 능력을 향상 시키고 높은 다공성으로 인해 전기 방사 나노 섬유 필터를 착용해도 숨쉬기가 편해진다.
Shen은 “전기 방사는 안면 마스크와 공기 필터의 설계와 제작을 발전시킬 수 있다.”라며, "전기 방사에 의한 새로운 마스크와 공기 필터의 개발은 높은 여과 성능, 경제성과 확장성으로 인해 촉망되는 분야이며 마스크 및 공기 필터를 현장의 요구 사항에 맞춰 만족시킬 수 있다." 고 말했다.
한편 “코로나 바이러스 에어로졸 제어를 위한 전기 방사 나노 섬유 필터 개발”이라는 논문은Environmental Science & Technology Letters에 게재됐다.
다른 저자로는 Hongchen Shen, Zhe Zhou, Haihuan Wang, Mengyang Zhang, Minghao Han 및 David P. Durkin이 있으며 이 연구는 National Science Foundation에서 지원한다.
By HOLLY OBER
다음은 ENN과 University of California - Riverside가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.enn.com/articles/67863-nanofiber-filter-captures-almost-100-of-coronavirus-aerosols
https://news.ucr.edu/articles/2021/05/17/nanofiber-filter-captures-almost-100-coronavirus-aerosols
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
