한국기술교육대, 고성능 항바이러스 고분자 소재 개발

한국기술교육대학교(KOREATECH)는 화학생명공학과 박수민·김태용 교수 연구팀이 중앙대학교 남인호 교수팀, 서울대학교 한정우 교수팀과의 공동연구를 통해 구리 기반 광촉매를 활용한 고성능 항바이러스 고분자 소재를 개발했다고 17일 밝혔다.

연구팀은 코로나19 팬데믹을 계기로 손잡이, 문고리, 책상 등 일상적 접촉이 많은 표면에서의 바이러스 간접 전파를 차단할 수 있는 소재 개발에 주목해 연구를 진행했다. 

기존 항바이러스 필름 제품들이 시간 경과에 따라 성능 저하와 실효성 논란 등 한계를 보여온 가운데, 연구진은 구리 산화물의 원자 구조와 화학적 상태를 정밀하게 제어한 광촉매를 개발하는 데 성공했다.

새롭게 개발된 구리 산화물 광촉매는 가시광선(태양광 및 실내조명) 환경에서도 항바이러스 성능을 스스로 재생할 수 있는 기능을 갖췄다. 

연구진은 해당 소재를 실리콘, 폴리프로필렌(PP), 에어필터 등 다양한 고분자 재질에 안정적으로 적용시켰으며, 1시간 이내에 99.9% 이상의 바이러스 비활성화 성능을 입증했다. 

또한 3주 이상 사용 후에도 성능 저하 없이 유지되는 장기 안정성도 확인됐다.

인체 세포 및 환경에 대한 독성 평가에서도 안전성이 검증돼, 생활용품, 마스크 필터 등 다양한 분야에서의 실용화 가능성이 높게 평가된다.

박수민 교수는 “딥러닝 기반 시뮬레이션과 실험을 융합해 고기능 항바이러스 소재를 개발했고, 실제 제품에 적용까지 성공했다는 점에서 학문적·공학적으로 큰 의미가 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 저명 학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials 온라인판에 7월 14일 게재됐으며, 한국연구재단 개인기초연구(우수신진연구) 사업의 지원을 받아 수행됐다.