공기정화를 위한 내열성, 고강도 전기방사 나노섬유필터 개발

초록

산업이 발전함에 따라 대기오염은 전세계적인 문제로 대두되고 있으며, 우리나라는 2019년 인구 10만명당 대기오염으로 인한 조기 사망자가 42.7명으로 OECD 평균의 1.5배에 달한다. 미세먼지로 인해 국민 불편도가 증가하고 경제활동에 제약이 생기며, 2019년 현대경제연구원 설문조사에 따르면 미세먼지로 인한 일상생활 변화 중 실내활동 증가와 마스크 착용이 가장 높은 순위를 기록하였다. 이러한 미세먼지의 차단 및 저감에 있어 가장 효율적인 방법 중에 하나로 필터를 이용한 제어가 있으며, 최근에는 높은 표면적비와 공극률로 인해 나노섬유필터를 이용한 공기정화가 관심을 받고 있다. 그러나 나노섬유필터는 얇은 두께로 인한 낮은 인장강도와 재료 특성상 고온에 취약하다는 단점이 존재한다. 그러므로 본 연구에서는 졸겔(sol-gel)법과 전기방사법을 이용하여 1μm 이하의 나노섬유로 구성된 내열성, 고강도, 고효율 나노섬유필터를 개발하였다. 이를 위해 나노섬유를 다공성 정방정 지르코니아 결정화하여 내열성을 크게 증대시켰으며, 라멜라 아치구조와 나노섬유층 사이의 접착력을 증대시켜서 내구성을 개선하였다. 본 연구에서 개발된 나노섬유필터는 실내 공기질 개선뿐만 아니라 다양한 산업 및 혹독한 환경에서까지 적용이 가능할 것으로 기대된다.