중앙대, 비강 모사한 에어필터 개발…‘네이처’ 게재

[이데일리 신하영 기자] 중앙대 연구진이 기존 공기 필터의 한계를 뛰어넘는 차세대 에어필터 소재를 개발했다.

왼쪽부터 박준용 박사과정생, 문찬식 석사졸업생, 우상혁 교수(사진 제공=중앙대)

중앙대는 우상혁 화학공학과 교수팀이 이러한 연구성과를 거뒀다고 23일 밝혔다. 연구 결과는 세계 최고의 과학 저널 ‘네이처(Nature)’지에 게재됐다.

연구팀은 사람의 코털을 둘러싼 얇은 점액이 공기 중 입자를 효과적으로 걸러내는 원리를 모방했다. 기존 필터보다 강력한 입자 포획력을 가진 ‘생체모방형 흡착강화 필터’를 개발한 것이다.

공기 필터는 가정, 사무실, 공장, 클린룸, 데이터센터, 병원, 호텔 등의 공기청정기·공기조화기에 광범위하게 사용되고 있다. 다만 기존 필터는 나노뉴턴(nN) 수준의 약한 흡착력으로 인해 먼지를 효과적으로 제거하지 못했다. 특히 공기조화기 등에 활용할 땐 필터의 짧은 수명으로 인한 잦은 교체가 해결 과제로 지목됐다.

연구팀은 비강 내 점액으로 덮인 코털이 공기 중 입자를 효과적으로 포획하는 데 착안했다. 필터 내부에 얇고 안정적인 액상 막을 형성함으로써 먼지 흡착력을 높인 것이다. 이는 기존 기술 대비 월등한 포집 성능을 가지면서도 필터 사용 수명을 연장하는 효과도 있다. 연구팀은 “빠른 풍속에서 더 높은 효율을 확보할 수 있고, 포집된 먼지의 재 비산을 억제할 수 있는 최초의 필터”라고 소개했다.

특히 이번에 개발한 기술은 현재 사용 중인 공기조화기나 공기 청정 설비를 변경하지 않고도 즉시 도입이 가능하다. 이를 통해 높은 공기 질을 확보하면서도 2배 이상 늘어난 필터 수명으로 비용 절감도 가능하다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업 등의 지원을 받아 수행했다. 우상혁 교수는 “필터 및 공기정화 분야에서 세계적 혁신을 주도할 원천기반 기술을 개발했다는 데에 의의가 있으며, 이를 통해 지속적 성장이 예상되는 필터 소재 시장의 새로운 한 축을 개척하고 선점할 수 있게 됐다”고 했다.