신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 장기화하면서 마스크 대란이 이어지고 있는 가운데 국내 한 연구진이 세탁해서 한 달간 쓸 수 있는 KF80~94수준의 마스크를 개발해 마스크 대란이 해소될지 주목된다.

한국과학기술원(KAIST)에 따르면 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 지름 100~500㎚(나노미터)크기를 갖는 나노섬유를 직각 교차나 단일방향으로 정렬시키는 독자기술을 개발해 세탁 후에도 우수한 필터 효율이 잘 유지되는 나노 섬유 멤브레인을 개발했다.

직각 교체 형태의 정렬된 나노섬유 제조기술은 나노섬유 종류와 두께, 밀도 등의 변수 조절을 통해 KF80~N95(N95의 기능은 1㎛ 이상 크기의 입자의 95% 이상을 걸러 주는 데 있고 현재 국내에서 N95는 주로 의료용으로 사용되고 있음)성능까지 제작할 수 있고 통기성과 얇은 두께에서도 우수한 필터 효율을 가질 수 있는 장점이 있다고 KAIST는 설명했다.

기존 방식의 정전식 섬유 필터는 섬유 표면에 형성된 정전기가 시간이 지날수록 소실되는 문제점이 있고 공기필터의 초기 성능을 완전히 보전할 수 없을 뿐만 아니라 수분이나 물에 닿으면 정전기 기능이 사라져 필터 효율이 급격히 떨어져 재사용이 불가능했다.

반면 연구팀이 개발한 마스크는 에탄올 살균 세척 실험결과 20회 반복 세척 후에도 초기 여과 효율을 94% 이상 유지했고 20회 손빨래 후에도 나노섬유 멤브레인의 구조 변화가 전혀 일어나지 않았음을 관찰을 통해 확인했다고 밝혔다.

또 에탄올에 3시간 이상 담가도 나노섬유가 녹거나 멤브레인의 뒤틀림 현상이 없어 에탄올을 이용한 살균과 세척의 경우 한 달 이상 사용이 가능한 장점이 있다.

이 밖에도 4000회의 반복적인 굽힘 테스트 후에도 KF80 이상의 성능이 유지되기 때문에 기계적 내구성 또한 매우 우수하다는 점을 실험을 통해 확인했다고 KIAST는 덧붙였다.

김 교수는 지난 2018년 미세먼지를 막는 나노필터에 대한 특허등록을 마쳤으며 지난해 3월에는 KAIST 교원 창업회사인 ‘김일두 연구소’를 설립해 대전 캠퍼스 내에 생산설비까지 갖추고 있다.

또 식약처의 승인 등의 관련 절차를 거쳐 제품화한 후 양산 설비를 증설하는 한편 면 마스크 삽입 나노 필터 기준 2000원 가량으로 시판할 계획인 것으로 알려졌다.

한편, 정부는 국내 마스크 수요가 폭증하자 지난 9일부터 ‘공적 마스크 구매 5부제’를 도입해 시행하고 있으며 폭증한 수요에 공급량을 늘리기 위해 제조업체들을 독려해 하루 1000만 장이었던 일일 생산량을 최대 1300만 장까지 끌어올려 생산하고 있다. 또 KF94 보건용 마스크의 경우 제조과정에 필요한 필수 부자재인 MB 필터가 많이 들다 보니 이보다 적게 드는 제품인 KF80을 제조하도록 유도하고 있다.