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개발된 통합형 스마트 공기정화 시스템 사진/사진=생기원
한국생산기술연구원(이하 생기원)이 공기 중 유해물질을 신속하게 검출하고 제거할 수 있는 차세대 '통합형 스마트 공기정화 시스템'을 개발했다고 20일 밝혔다.
이 기술은 유해가스와 초미세먼지 차단은 물론, 공기 중 바이러스까지 실시간 탐지가 가능해 요양시설, 어린이집 등 면역 취약계층이 주로 이용하는 다중이용시설에 폭넓게 적용될 전망이다.
생기원 섬유솔루션부문 도성준 수석연구원 연구팀은 'HAPs-Solver(Hazardous Air Pollutants Solution)'라는 이름의 공기정화 시스템을 개발했다.
연구팀은 공기 중 병원체를 효과적으로 포집하기 위해 원뿔형 구조의 고성능 사이클론 기반 포집기를 자체 설계했다. 원심력을 활용해 미세입자를 액상 형태로 모은 뒤, 별도의 전처리 없이 '금 나노구조체 표면증강라만분광(SERS) 면역분석' 기술을 적용해 항원·항체 반응에서 발생하는 신호를 데이터로 변환한다. 변환된 데이터는 디지털 카운팅 기법을 거쳐 극미량의 병원체까지 검출할 수 있으며, 포집부터 분석까지 150분 이내에 완료된다.
연구팀은 시스템 하단에 금속-유기 복합체(MOF) 기반 섬유 필터를 적용해 암모니아, 포름알데하이드, 황화수소 등 인체 유해가스를 99.9%까지 흡착할 수 있도록 했다.
또 자체 개발한 ePTFE(다공성 테플론) 멤브레인 복합 필터를 장착해 초미세먼지를 99.9% 이상 차단했다. 여기에 멜트블로운 부직포를 결합해 다중 구조의 복합 필터를 구현했으며, 내구성과 공기 투과성이 높아 장시간 사용에도 여과 성능을 유지할 수 있다.
도 수석연구원은 "공기 중 유해가스, 미세먼지, 병원체를 단일 시스템에서 통합적으로 관리할 수 있는 솔루션"이라며 "실증 과정을 거쳐 요양시설, 어린이집 등 다중이용시설에 적용을 추진할 계획"이라고 말했다.
