"빛만 있으면 바이러스 막는다" 한기대, 고성능 필름 소재 개발

서울대, 중앙대와 공동 연구...항바이러스 효과 유지되는 광촉매
태양광·실내조명으로도 작동...3주 사용 후에도 성능 저하 없어

박수민 한기대 화학생명공학과 교수, 이유진 박사과정, 김태용 교수.(왼쪽부터)/사진제공=한기대

한국기술교육대학교(KOREATECH)는 최근 김태용·박수민 화학생명공학과 교수 연구팀이 구리 기반 광촉매를 활용해 고성능 항바이러스 고분자 소재를 개발했다고 17일 밝혔다.

코로나19 이후 손잡이, 책상, 문고리 등을 통한 간접 접촉이 바이러스 전파의 주요 경로로 밝혀지면서 구리 분말을 이용한 항바이러스 필름 제품들이 주목받았다. 하지만 기존 제품은 시간이 지나면서 성능이 급격히 떨어지거나, 항바이러스 효과에 의문이 제기되는 등 한계가 있었다.

이에 연구팀은 항바이러스 효과를 극대화할 수 있는 구리 산화물의 화학적 상태와 원자 구조에 주목했다. 그 결과, 원자 수준에서 구조를 정밀하게 제어한 구리 산화물 광촉매를 개발하는 데 성공했다. 해당 소재는 가시광선(태양광, 실내조명)에서도 스스로 항바이러스 성능을 재생하는 특징을 지녔다.

연구진은 이 광촉매를 실리콘, 폴리프로필렌(PP), 에어필터 등 다양한 고분자 소재에 실험했다. 실험 결과 1시간 이내에 99.9% 이상의 바이러스를 비활성화시키는 성능을 입증했으며, 3주 이상 사용한 후에도 성능 저하 없이 유지되는 장기 안정성도 확인했다.

인체 세포 독성 및 환경 독성 평가에서도 안전성을 확인받아 생활용품이나 마스크 필터 등 다양한 분야에서의 실용화도 기대된다.

박 교수는 "딥러닝 기반 시뮬레이션과 실험을 결합한 융합 연구를 통해 고기능성 항바이러스 소재를 개발했다"며 "나아가 이를 실생활 제품에 성공적으로 적용했다는 점에서 학술적·공학적으로 모두 의미가 있다"고 설명했다.

한편 한기대 연구팀은 남인호 중앙대 교수팀, 한정우 서울대 교수팀과 함께 연구를 수행했으며, 한국연구재단 '개인기초연구(우수신진연구) 사업'의 지원을 받았다.

연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 'Advanced Composites and Hybrid Materials'(IF=20.21, SJR 3.214, Q1) 온라인판에 게재됐다.

김태용·박수민 한기대 교수팀의 연구자료 이미지./사진제공=한기대

권태혁 기자 taehkd@mt.co.kr