재료연, 코로나19 항바이러스 성능 검증된 마스크 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환)은 구리나노박막이 코팅된 코로나19 항바이러스 마스크를 개발했다고 11일 발표했다.

구리의 항바이러스 기능을 활용하면서도 인체에 흡입돼 독성 문제를 일으키지 않도록 필터 섬유 표면을 개질한 것이 개발기술의 핵심이다. 또한 처음으로 실제 코로나19 바이러스를 활용해 항바이러스 성능을 검증했다.

재료연 나노바이오융합연구실 정성훈·이승훈 박사 연구팀은 이온빔 기술을 적용해 구리나노박막을 KF94 마스크 폴리프로필렌(PP) 필터에 손상없이 견고하게 부착해 구리나노입자의 독성문제를 해결하는 기술을 개발했다.

지금까지의 마스크 및 필터 제품은 구리나노입자가 포함된 고분자 섬유를 이용했다. 하지만 입자 형태의 구리는 섬유 표면에서 쉽게 분리되어 사람이 흡입할 수 있기 때문에 구리나노입자로 인해 인체 독성 문제를 일으킬 가능성이 있었다.

연구팀은 진공 롤투롤 장비를 활용한 플라즈마·이온빔 표면처리 기술을 이용해 구리나노박막이 코팅된 필터원단을 제조했다. 연구팀은 폴리프로필렌 필터 섬유를 이온빔으로 처리한 후, 20나노미터 두께의 구리박막을 진공 증착시켰다. 이온빔 공정으로 생성된 표면개질층이 구리나노박막의 박리를 막아 구리나노입자의 호흡기 침투에 의한 부작용을 방지할 수 있도록 했다.

연구팀은 또한 국립마산병원과 함께 실제 코로나19 바이러스를 활용해 성능을 검증한 결과 기존의 KF94 마스크와 유사한 수준을 보였다. 코로나19 바이러스를 마스크 표면에 1시간 접촉시켜 약 99.9% 이상의 비활성화를 확인했다.

연구책임자인 이승훈 선임연구원은 “다양한 방역 소재의 개발도 중요하지만 고병원성 병원체를 활용한 실증 연구가 부족한 실정”이라며 “이번 연구에서 수행한 코로나19 바이러스 평가와 같이 고위험성 병원체를 활용한 실증 결과를 확보할 수 있는 인프라와 관련 인증체계 구축을 통해 K-방역 소재부품의 표준화가 시급하다.”고 말했다.

재료연은 "이번에 개발한 기술은 재료연이 보유한 구리박막증착 기술을 활용해 구리를 항바이러스 소재로 사용한 마스크의 인체 독성 문제를 해결하고, 실제 바이러스로 테스트한 것이 가장 중요한 의미"라고 설명했다.

또한 항바이러스 필터소재 뿐만 아니라 플라즈마 기술을 활용한 방역 소재부품에 관련된 특허를 바탕으로 국내 기업으로의 기술이전을 추진하고 있다고 밝혔다.