코로나 바이러스 입자를 99% 가두는 전기방사 마스크

코로나 바이러스를  가둘 수있다는 전기방사마스크 

전기방사란( Electrospinning) ?  

고분자 용액에 높은 전압을 가하여 짧은 시간에 많은 나노 섬유를 제작할 수 있는 기법이다.

3D프린터를 사용할 때 필라멘트를 통해 만들게 되는데 필라멘트를 쭉쭉 늘려 쌓아가는  이때의 동작을 Spinning 이라고 하고,  

정전기력 Electrostatic force가 결합된 용어다. 전기유체역학의 원리를 이용해서 전기장을 통해, 액체상태의 재료를 마이크로 혹은 나노 사이즈의 섬유(fiber)로 만들 수 있는 방법이다. 약 직경이 100나노미터 정도 된다. 나노미터는 10억분의 1미터이다.

 

전기방사의 원리

 좀더 자세히말하면, 액체 상태의 물질에 높은 전압을 줄 때 액체는 전기를 띠게 되어 강력한 전기장이 발생한다.

이후 전압을 또 증가시키면 표면장력보다 큰 전기장이 생성되어 표면장력이 방해받고 물방울의 모양이 불안정해지며 방출된다.

이런 액체 흐름이 공기중에 순식간에 건조됨에 따라 그리고 정전기적 원리에 따라 섬유의 재질로 바뀌게 되어 고정되며 이후 균일한 실, 섬유와 같은 형태로 이어진다.

 (고분자를 모르는 사람도 있을 것이다. 고분자란 분자들이 아주 긴 사슬처럼 연결되어있는 것이다. 일반 합성 플라스틱들이 대부분 고분자 소재이고, 대부분 탄성이 좋고 질긴 경향이 있다.)

이용은?

스포츠 복이나 여러 보호복에 주로 사용되곤 했다. 일반 천으로 된 직물보다 훨씬 튼튼하고 질기다는 성질이 있기 때문에 특수복장에 자주 이용되었으며 의학쪽에서는 해당 섬유에 약물을 같이 포함시켜 의료용 봉합사와 같이 이용되기도 한다.

 

twitter.com/i/status/1319014999537299456 

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코로나에는 어떻게 이용될까? - 전기방사 마스크

코로나바이러스로 인해 KF80~90의 마스크를 찾는 사람들이 늘어났다.

우리나라의 경우 이런 마스크 보급이 굉장히 잘되는 편이지만 해외의 경우엔 물량이 부족한 나라도 많다고 한다.

또한 해당 마스크를 쓰면 바이러스예방에는 도움이 될 수 있지만 착용시 답답하고, 축축하고, 더운 느낌과 같이 불편함을 느껴봤을 것이다. 그래서 천마스크를 사용하고 싶어하는 사람들을 종종 볼 수 있지만 실질적인 바이러스 차단기능은 갖지 않는다.

 

유타주의 브리검 영 대학교(BYU) 의 연구팀은 코로나 바이러스 입자를 최대 99% 차단하기 위해 ,

면마스크 안에 겹쳐질 수 있는 나노 섬유를 전기방사하여 만들었다.

해당 마스크를 사용하게 되면 일반 KF90마스크보다 6배가까기 쉽게 숨을 쉴 수있고 더 건조하고 편안하다고 한다.

 

코로나 바이러스의 입자가 마스크에 가까워지면 정전기적으로 이끌리게 되어 통과를 할 수 없게 된다. 즉 바이러스를 흡입하는 것을 방지하게 된다. BYU그룹은 해당 발명을 특허로 내기보단 오픈소스로 제공할 계획이고 누구나 전기방사 마스크 필터를 만들 수 있게 한다고 한다.

개인적 의견 

해당 원리는 사실 일반적인 부직포 마스크에서 쉽게 이용하는 원리이다.  부직포 내의 정전기를 이용하여 바이러스를 가두고 흡입을 방지하는 것인데, 다만 나노 섬유와 차이점이 있다면 훨씬 저렴하고 동시에 답답하고 두껍고 무겁다는 점이다. 전기방사 마스크가  좀 더 확실한 바이러스 차단을 의미하지만 다소 제작이 힘들고 고가라는 단점이 있기 때문에 해당 발명이 일반인들에게 용이하게 쓰일지는 좀 더 두고봐야할 것 같다. 동시에 나라의 지원으로 의료업계나 100%마스크를 쓰고 생활을 해야하는 공무원들 등에게 저렴히 보급되면 좋을 것 같다는 생각을 한다.

 

 

출처

interestingengineering.com/you-can-electrospin-a-face-mask-that-traps-99-of-covid-19-particles

You Can Electrospin a Face Mask That Traps 99% of COVID-19 Particles

Author Bella