한국기술교육대학교는 박수민·김태용 교수 연구팀이 구리 기반 광촉매를 활용한 고성능 항바이러스 고분자 소재를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 중앙대 남인호 교수팀, 서울대 한정우 교수팀과의 공동연구로 수행됐다.
연구팀은 코로나19 이후 간접 접촉을 통한 바슬롯 사이트스 전파 경로 차단을 목표로, 기존 구리 분말 기반 항바슬롯 사이트스 필름의 한계를 극복하고자 연구를 진행했다. 기존 제품은 시간이 지나면서 성능이 저하되거나 항바슬롯 사이트스 효과에 대한 의문이 제기돼왔다.
이에 따라 연구진은 항바슬롯 사이트스 효과를 극대화할 수 있는 구리 산화물의 화학적 상태와 원자 구조에 주목해, 구조를 원자 수준에서 정밀 제어한 구리 산화물 광촉매를 개발했다. 해당 소재는 가시광선, 즉 태양광이나 실내 조명 아래에서도 스스로 항바슬롯 사이트스 성능을 회복할 수 있는 특징이 있다.
연구진은 이 광촉매를 실리콘, 폴리프로필렌(PP), 에어필터 등 다양한 고분자 소재에 안정적으로 분산 적용했으며, 실험 결과 1시간 이내에 99.9% 이상의 바슬롯 사이트스를 비활성화시키는 항바슬롯 사이트스 성능을 확인했다. 또한 3주 이상 사용한 뒤에도 성능 저하가 발생하지 않는 장기 안정성도 입증했다.
해당 소재는 인체 세포 독성과 환경 독성 평가에서도 안전성이 확인되어, 마스크 필터나 생활용품 등 다양한 분야에서의 실용화 가능성이 높게 평가되고 있다.
박수민 교수는 “딥러닝 기반 시뮬레이션과 실험을 결합한 융합 연구를 통해 고기능성 항바이러스 소재를 개발했고, 이를 실생활 제품에 성공적으로 적용했다는 점에서 학술적·공학적으로 모두 의미가 있다”고 설명했다.
이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 저명 학술지 ‘Advanced Composites and Hybrid Materials’ 온라인판에 7월 14일자로 게재됐으며, 한국연구재단의 개인기초연구(우수신진연구) 사업의 지원을 받아 수행됐다.