| 연구내용 및 범위 |
○ 연구내용 - 미세먼지 제거 매트릭스의 항바이러스 성능 부여를 위한 천연 유래 물질과 기능성 나노물질 적용 설계안에 따른 바이러스 제거율을 평가하고, 매트릭스 최적 적층 구조 의 도출로 미세먼지 제거율을 향상함. - 천연 유래 물질 중 항균 성능을 가지는 것으로 알려진 극성·이온성 물질의 예로 천연 다당류인 키틴(chitin)의 탈아세틸화물인 키토산(chitosan)을 들 수 있음. 키토산 유 도체는 무해·무독성 특성을 가지며 박테리아 증식 억제에 효과적인 것으로 알려져 있음. 기능성 나노물질의 고정화 기판으로 도입하여 고체 산소, 향균성 금속이온(구리 등)의 고정 안정화로 내구성을 증대시키고, 항균 효과의 시너지 작용을 통한 고성능을 기대할 수 있음. - 고체 산소(SOP, Solid Oxygen Purifier)는 알칼리 금속 산화물(MxOy) 등으로 구성되며 공기오염물질을 분해하여 산소를 발생시킴. 동시에 과산화수소, 라디칼 등의 활 성종을 생성하여 바이러스를 제거함. 또한 라디칼 활성종은 항균성 금속이온(구리 등)을 활성화하여 바이러스 제거의 상승작용을 유도함. - 매트릭스 내 항균성 금속이온(구리 등, Mn+)는 박테리아 세포벽에 흡착 후 세포막을 파괴하여 세포 구성물질을 용출시키거나 바이러스 DNA의 구조를 변형시켜 유전자 복제를 방해하여 사멸시킴. SOP와의 상승작용으로 매트릭스 내 첨착 물질 사용량을 최소화하고 바이러스 제거성능을 향상시킬 것으로 고려할 수 있음. - 미세먼지 제거 기능과 항바이러스 물질의 지지체로서 고분자 소재를 도입하며, 일례로 PET(polyethylene terephthalate), PP(polypropylene), PVDF(polyvinylidene fluoride), 코튼(cotton) 등을 들 수 있으며 가공방식 및 섬유 사용량에 따라 미세먼지 여과효율 조정이 가능하여 사양 설계에 검토할 수 있음. - 미세먼지 및 바이러스 동시 제거 매트릭스 시스템은 공기정화장치, 공조장치 등에 활용 가능하며 본 연구에서는 TRL 4 단계 수준의 연구목표 달성을 위하여 철도차량 객실 적용을 위한 최적 필터 시스템을 도출하고 효과예측 분석을 수행하고자 함.○ 연구범위 - 미세먼지 및 바이러스 동시제거 매트릭스 소재 설계 및 성능평가 · 복합 기능 필터, 항바이러스 기술의 실내공간 적용사례 조사 · 매트릭스 및 필터 소재 선정 및 차압, 미세먼지 제거특성 평가 · 항바이러스 성능 부여를 위한 천연 유래 물질 및 기능성 나노물질 선정 및 매트릭스 첨착 특성 평가 · 천연 유래 물질 및 기능성 나노물질의 적용 매트릭스 바이러스 제거율 평가 및 최적 설계안 도출 · 미세먼지 및 바이러스 동시 제거 매트릭스 적용 필터 시스템 설계안 도출 - 미세먼지 및 바이러스 동시 제거 매트릭스 적용 필터 시스템 적용방안 연구 · 천연 유래 물질 및 기능성 나노물질 적용 매트릭스 소재 내구성 평가 · 미세먼지 및 바이러스 동시 제거 매트릭스 소재 바이러스 제거율 공인시험 · 항바이러스 매트릭스 적용 필터 적층구조에 따른 미세먼지 제거율 평가 · 미세먼지 및 바이러스 동시 제거 매트릭스 적용 필터 시스템 미세먼지 제거율 공인시험 · 철도차량 객실 적용을 위한 최적 필터 시스템 도출 및 효과예측 분석
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