바이러스와 세균을 제거하면서 재사용이 가능한 마스크

(Credit: Swoxid SA)

마스크 착용의 일상화는 코로나 19가 전 세계에 가져온 가장 큰 변화 중 하나일 것입니다. 마스크가 코로나 19 전파를 막는데 가장 좋은 수단이라는 점은 확실합니다. 하지만 일회용 마스크 사용이 늘어나면서 생기는 문제점도 적지 않습니다. 대표적인 문제는 일회용 쓰레기 증가입니다. 마스크 자체는 물론 마스크를 담는 포장용기까지 막대한 쓰레기가 생산되는 것입니다.

더구나 의료기관의 경우에는 의료용 폐기물로 따로 처리되지만, 일상 생활에서 나오는 마스크 쓰레기는 새로운 오염원이 될 수 있다는 문제점도 있습니다. 현재 나온 마스크는 대부분 세균이나 바이러스를 죽이는 대신 가둬두는 역할만 할 뿐입니다. 적절하게 처리하지 않은 마스크가 새로운 감염원이 될 수 있는 것입니다.

스위스 로잔 연방공과대학의 라즐로 페로(László Forró, head of EPFL's Laboratory of Physics of Complex Matter) 교수가 이끄는 연구팀은 흔한 물질 중 하나인 이산화티타늄 (titanium dioxide)이 이 문제에 대한 새로운 해결책이 될 수 있다고 주장했습니다. 이산화티타늄 자체는 필터로써 이상적인 물질은 아니지만, 이산화티타늄 나노와이어를 이용해 필터를 만들면 새로운 살균 기능을 추가할 수 있습니다. 이산화티타늄에 자외선을 노출시키면 습기를 과산화수소 같은 산화물로 바꾸면서 강력한 살균 능력을 지니기 때문입니다.

연구팀은 이런 방법으로 대장균 같은 흔한 세균은 물론 바이러스를 파괴시킬 수 있다는 점을 실험실 환경에서 입증했습니다. 부직포 마스크도 자외선 소독은 할 수 있겠지만, 사실 내부에 갖혀 있는 바이러스나 세균까지 파괴되는 것은 아닙니다. 이산화티타늄 나노와이어층을 하나 더 추가하면 더 효과적으로 바이러스와 세균을 제거할 수 있게 되어 마스크를 여러 번 살균 소독해 사용할 수 있게 됩니다. 사용자 입장에서는 더 안전하고 자주 쓰고 버리지 않아야 한다는 점에서 환경 친화적입니다.

다만 부직포와 종이로 만드는 마스크는 결국 수명이 짧을 수밖에 없어서 여러 번 살균 소독해 사용할 수 있는 마스크를 제작하려면 더 내구성 있는 소재를 개발해야 할 것 같습니다. 연구팀은 이 기술이 마스크는 물론 바이러스 및 세균을 제거해야 하는 공기 청정기나 에어컨 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

참고

https://phys.org/news/2020-08-titanate-nanowire-mask-pathogens.html

Endre Horváth et al. Photocatalytic Nanowires‐Based Air Filter: Towards Reusable Protective Masks, Advanced Functional Materials (2020). DOI: 10.1002/adfm.202004615

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