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정전기로 공기 중 코로나19 바이러스 제거한다

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정전기로 공기 중 코로나19 바이러스 제거한다

2021.06.17 18:05
전기장이 극대화된 나노와이어 근처에서 전기천공법에 의한 박테리아 사멸 모식도. 성균관대 제공.
전기장이 극대화된 나노와이어 근처에서 전기천공법에 의한 박테리아 사멸 모식도. 성균관대 제공.

국내 연구진이 정전기와 나노와이어를 활용해 별도 전력공급이 없어도 공기중에 존재하는 바이러스나 박테리아 병원체를 제거할 수 있는 기술을 개발했다. 

 

성균관대학교는 김상우 신소재공학부 교수 연구팀이 주변에서 버려지는 운동에너지를 수확해 정전기를 발생시켜 실내외 병원체를 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자(현지시간) 온라인판에 게재됐다. 

 

공기 중으로 전염되는 병원체는 폐렴, 천식 및 인플루엔자 감염 등이 대표적이다. 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 등 신종 감염병도 공기 중 감염 가능성이 알려져있다. 

 

공기 중 병원체를 제거하는 필터 기술이 있지만 단수히 물리적으로 입자를 포집할 뿐 병원체를 비활성화 또는 제거하는 데 어려움이 있다. 전기집진기의 경우 고전압이 필요하기 때문에 위험성이 뒤따른다. 

 

연구팀은 일상생활에서 흔히 존재하는 정전기와 나노와이어 구조에서 힌트를 찾았다. 정전기를 통해 전기장을 형성시키고 이를 나노와이어를 통해 극대화시켜 공기 중에 존재하는 병원체를 ‘전기천공법’을 활용해 손쉽게 제거할 수 있음을 입증했다.

 

연구팀은 설계된 필터의 유로 내에 박테리아인 대장균과 간균, 바이러스(MS2)를 노출시켜 병원체 제거 효율을 확인했다. 그 결과 바이러스와 박테리아 등 실제 병원체를 정전기를 통해 제거 가능하다는 사실을 입증했다. 

 

상업용 공기청정기에 활용되는 H13 등급 필터와 비교했을 때 유사한 수준이지만 0.025초라는 짧은 시간 안에 별도의 전력공급 없이 공기 중에 존재하는 병원체를 제거할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다.

 

김상우 교수는 “정전기 기반의 자가발전형 병원체 제거 기술로 공기중에 존재하는 병원체를 물리적으로 단순히 포집하는 기존 필터의 한계를 극복했다”며 “향후 후속연구를 통해 마스크 및 방호복에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 

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