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이웃집과학자

코로나 바이러스 1분 만에 살균

By 이웃집과학자

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성균관대학교 기계공학부 박문수‧박성수 교수 연구팀은 코로나바이러스로 오염된 마스크에 플라즈마 발생기로 생산된 고농도 오존가스를 처리해 마스크의 성능을 전혀 떨어뜨리지 않고 바이러스를 1분 만에 소멸시킬 수 있는 의료 현장 적용 가능한 기술을 개발했습니다.


1분안에 마스크 소독된다고?

출처AdobeStock
오존가스에 노출시켰다

연구진은 코로나19 발생 후 많은 국가들이 정전필터가 장착된 N95(한국 KF94) 마스크의 공급 부족으로 고통받고 있으며, 오염된 마스크의 장기간 착용으로 인해 의료진의 감염 또한 증가했다는 사실을 인지하고 기술 개발에 착수했습니다. 연구진은 코로나바이러스로 오염된 마스크 표면을 살균제인 오존가스 120ppm 수준에서 1분간 노출시켜 감염력을 100% 억제하는 데 성공했습니다. 코로나바이러스 뿐만 아니라 독감바이러스나 세균들도 빠르게 사멸시킬 수 있기에 의료현장에서 다른 바이러스나 세균들에 의한 마스크 오염도 손쉽게 막아줄 것으로 기대됩니다.


오존가스 발생 플라즈마 장치 를 이용한 코로나바이러스로 오염된 마스크 살균 모식도. DBD: dielectric barrier discharge.

출처성균관대학교

연구진은 KF94 마스크를 대상으로 혹사실험(1분씩 5회, 120ppm 오존 가스 노출)을 진행했으며, 마스크의 주요 성능인 분진포집효율이 98% 수준으로 유지되는 것을 마스크 성능 국가인증기관 2곳에서 검증받았습니다. 또한 주사전자 현미경(Scanning electron microscopy)을 이용해 마스크의 정전필터 구조도 전혀 손상이 없음을 확인했습니다. 이는 마스크를 최소 5회 이상 재활용할 수 있다는 걸 뜻합니다.


주사전자 현미경(SEM)을 이용한 오존가스 처리 전 후 마스크 정전필터층 표면 이미지.

출처성균관대학교

시중의 오존 발생기는 공기청정기 형태로 공간 살균을 목적으로 합니다. 하지만 저농도 오존가스로는 고농도의 바이러스나 세균 살균에 대해 효용성을 얻기 힘듭니다. 이와 달리 연구팀의 처리 방법은 저온 상압 플라즈마를 사용해 마스크가 위치한 공간에만 120ppm의 고농도 오존가스를 발생시켜 살균을 진행합니다.


1분이라는 짧은 시간 동안 오존을 발생시키기 때문에 절대량은 미미한 수준으로, 마스크 처리 후 창문을 열어 환기하거나 플라즈마 발생기를 공기 순환이 잘 되는 후드에서 사용하면 오존에 의한 유해성 문제를 방지할 수 있습니다. 또한 본 기술은 플라즈마 발생기를 생산하는 국내 기업들이 쉽게 마스크 살균에 적용할 수 있는 현장기술로서, 마스크에 대한 오존가스 노출 최적화 과정을 거쳐 해외 수출의 판로를 개척할 수 있을 것으로 기대됩니다.


한편 본 연구 결과는 기술의 빠른 보급을 위해 건강 과학에 관한 미공개 원고를 배포하는 인터넷 사이트 MedRxiv에 5월1일 사전 게재됐으며, 현재 논문은 정식 게제를 위한 심사 중에 있습니다. 

##참고자료##

  • Lee, Jinyeop, et al. "Fast and easy disinfection of coronavirus-contaminated face masks using ozone gas produced by a dielectric barrier discharge plasma generator." medRxiv (2020). 


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