기사를 읽어드립니다Your browser does not support theaudio element.0:00(왼쪽부터) 중앙대 박준용 박사과정생, 중앙대 전혜리 박사과정생, 중앙대 우상혁 교수, 부산대 김채빈 교수. (중앙대학교 제공)광고중앙대학교(총장 박세현)는 화학공학과 우상혁 교수 연구팀이 부산대학교 김채빈 교수 연구팀과의 공동연구로 미세입자를 강하게 붙잡은 뒤 흡수하여, 입자 필터링 효율과 사용 수명을 획기적으로 향상시킨 동적결합 고분자 기반의 새로운 흡착강화 에어필터 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존 에어필터가 먼지를 단순히 ‘여과’하는 데 초점을 맞췄다면, 이번 기술은 포집된 먼지를 강하게 ‘흡착’시키고 ‘흡수’까지 가능하게 하는 새로운 방식의 에어필터 소재 기술이다.에어필터는 대형 건물의 공조기, 클린룸, 데이터센터, 자동차, 가스터빈, 가정용 공기청정기 등 다양한 공간에서 공기질을 관리하는 핵심 소재로 사용되고 있다. 그러나 기존 에어필터는 먼지를 붙잡는 힘이 나노뉴턴(nN) 수준의 약한 흡착력에 머물러, 한번 포집된 먼지도 쉽게 다시 떨어져 나가는 문제와 함께 필터링 효율 향상에서도 한계가 있었다.이를 보완하기 위해 필터 구조를 촘촘히 작게 만들어 걸러내는 방식을 활용해 왔으나, 이는 공기 흐름이 방해되어 에너지 소비가 증가하고 필터 교체 주기도 짧아지는 문제를 야기했다. 이에 따라 공기 정화 시스템의 운영 비용이 증가할 뿐만 아니라, 짧은 교체 주기로 인해 발생하는 대량의 폐기물과 이산화탄소 배출은 필터 사용의 주요 환경 문제로 지적되어 왔다.광고연구팀은 기존 필터 여재 표면에 얇은 초접착막을 도입해 낮은 접착력 한계를 극복한 접착강화 필터 소재를 개발했다. 이 초접착막은 안정적인 고체막을 형성하는 동시에 동적 결합교환 특성을 정밀하게 제어하여 상온에서 액체와 같은 거동도 함께 구현할 수 있다. 덕분에 기존보다 수백 배 이상 높은 모세관력 기반의 접착력을 유도한다.초접착막이 도입된 공기 필터는 기존 대비 월등히 높은 세계 최고 수준의 공기 정화 성능을 보인다. 특히 초접착막에 포집된 먼지는 자발적으로 필터 내부로 흡수되어 탈착되지 않기 때문에, 먼지가 다시 날리는 현상(재비산)을 효과적으로 억제할 수 있다. 더 나아가 흡수된 먼지가 기공을 막지 않기 때문에, 더 많은 미세먼지를 필터링함에도 불구하고 필터 수명은 2배 이상 증가한다. 결과적으로 필터 폐기물 감축, 유지 비용 절감 및 탄소 배출 저감에 기여할 수 있는 차세대 공기 정화 기술로 활용이 기대된다.광고광고본 연구를 주도한 우상혁 교수는 “이번 연구는 기존 공기 필터의 한계를 필터 구조가 아닌 필터 소재 자체의 혁신을 통해 해결했다는 데 큰 의의가 있다”며, “초접착성과 입자 흡수 기능을 갖춘 새로운 필터 소재 플랫폼을 제시함으로써, 차세대 공기 정화 및 필터 소재 시장을 선도할 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.이번 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘Advanced Materials’에 ‘A Super-Adhesive Air Filter With Capillarity-Mediated Spontaneous Particle Absorption via Dynamic Bond Exchange’라는 제목으로 게재되었으며(https://doi.org/10.1002/adma.202600006), 한국연구재단의 기초연구사업과 원천기술개발사업의 연구비 지원을 통해 수행되었다.광고초접착성 필터 모식도(왼쪽 위) 및 고분자 단면 전자현미경 이미지(오른쪽 위)와 필터링 성능 이미지(아래). (중앙대학교 제공)<이 기사는 대학이 제공한 정보기사로, 한겨레의 의견과 다를 수 있습니다>