초미세먼지 거르며 재사용 가능한 공기청정기 필터 개발

2017년 07월 10일 15:00

미세먼지가 사회 문제로 대두되면서, 가정에서도 집안에 들어온 미세먼지를 걸러내는 공기청정기 수요가 커지고 있다. 공기청정기의 성능은 결정하는 핵심 부품이 먼지를 걸러내는 ‘필터’다. 국내 연구진이 초미세먼지까지 효과적으로 걸러내면서 재사용도 가능한 필터를 개발했다.


고승환 서울대 기계항공공학부 교수팀은 나노와이어를 이용해 필터 한 장만으로 초미세먼지까지 걸러내는 필터를 개발했다고 10일 밝혔다. 효율과 친환경을 모두 잡았다.

 

은 나노 와이어를 이용한 필터 개념도 - 서울대학교 제공
은 나노 와이어를 이용한 필터 개념도 - 서울대학교 제공


공기청정기 필터는 크게 두 종류로 나눈다. 미세 섬유 구조를 적용해 먼지를 걸러내는 필터식과 정전기 원리를 이용해 먼지를 대전시켜 집진판에 먼지를 모으는 집진식이다. 필터식은 필터 공극보다 크기가 작은 먼지는 걸러낼 수 없고, 재사용도 어려워 필터를 주기적으로 교체해야 한다. 반면 집진식은 먼지 입자가 전기성을 띄도록 대전시키는 과정에서 인체에 해로운 오존이나 질소산화물을 발생시키는 데다 전기도 많이 쓴다. 


연구팀은 필터식과 집진식의 장점을 하나로 합쳤다. 섬유 구조 위에 은 나노와이어를 망 형태로 얽었다. 이 필터에 전기를 통하면 금속망에 미세한 전기장이 생겨 먼지 입자를 모은다. 즉 공극보다 큰 먼지는 섬유 구조에서 1차로 거르고, 공극보다 작은 먼지는 섬유에 얽혀있는 금속망으로 걸러낸다. 실험 결과 필터 한 장만으로 입자 지름 2.5㎛ 이하 초미세먼지를 99.99% 걸러낼 수 있었다. 에탄올과 아세톤, 물을 이용해 세척한 뒤에도 처음과 다를 바 없이 먼지를 걸러냈다. 


고 교수는 “이 필터는 초미세먼지까지 효과적으로 거르면서도 계속 재사용할 수 있어 환경친화적”이라며 “국민 건강을 보전할 수 있도록 환경친화적인 고효율 필터 상용화에 앞장 서겠다”고 말했다.


이 연구는 나노 기술 분야 국제 학술지 ‘나노 레터스’ 6월 13일자에 게재됐다.

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