서울대 연구팀, 필터 교체 필요 없는 미세 버블 공기 정화시스템 개발

인체 순환계·호흡기관 모사 공기 정화시스템의 개념 및 실제 구성 모습. (서울대 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 폐기물이 나오는 기존 고체 필터 대신 물을 이용한 미세 버블을 필터로 사용한 친환경 공기 정화 시스템 기술을 개발해 주목된다.

한국연구재단은 서울대 고승환 교수 연구팀이 인체를 모사해 내부의 미세먼지를 제거하고 휘발성 유기화합물을 실외로 배출할 수 있는 순환식 공기 정화 시스템을 개발했다고 14일 밝혔다.

인체의 순환계와 호흡기관을 살펴보면 외부로부터 오염물질의 유입을 막으면서 혈액이라는 매개체를 통해 세포에 필요한 산소를 공급하고 필요 없는 이산화탄소는 외부로 배출한다. 이때 폐포와 모세혈관에서 자연스러운 기체 교환이 이뤄지면서 외부 환경으로부터 미세먼지의 유입을 차단하는데 이 과정에서 신장을 통해 노폐물이 배출된다.

연구팀은 이 부분에서 영감을 받아 혈액 순환을 모사한 물 순환 시스템을 구현했고 이를 통해 실내 공기의 이산화탄소 농도까지 정상 유지할 수 있음을 선보였다. 또 레이저 기술을 활용해 개발한 탄성 필터가 기존의 버블 제작 방식보다 작고 균일한 미세 버블을 형성함을 입증했다.

마이크로 버블 기반 기체 교환 시스템은 간단한 원리와 구조로 이뤄져 있어 장치의 크기 또는 개수를 증가만으로 스케일업이 가능하다.

연구팀은 탁상형과 차량용 소형부터 사무실, 회의실 등과 같은 대형 공간까지 적용 가능성을 실험적으로 증명했다.

고승환 서울대 기계공학부 교수. /뉴스1

고승환 교수는 “여과식 필터 대신에 물을 사용한 간단한 원리로 공기 중에 존재하는 오염 입자부터 분자까지 동시에 정화할 수 있을 뿐만 아니라 필터 폐기물 없는 친환경 기술로 기존의 필터 시스템을 대체할 수 있을 것”이라고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 재료 분야 국제 저명학술지 ‘어드벤스드 머티리얼스'에 지난달 10일 게재됐다.

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