| 초록 |
최근 들어 위생마스크에 대한 관심이 높아지고 있다. 지금까지 감기 예방과 미세먼지, 꽃가루 알레르기에 대한 대책으로서 일반적으로 사용되고 있었는데, 근래에는 바이러스 감염, 미세먼지, 대기오염으로부터 건강을 보호하기 위해 착용하는 경우가 증가되고 있다. 이러한 대기오염의 원인인 미립자를 에어로졸(aerosol)이라고도 하는데, 에어로졸이란 “분산상은 개체 또는 액체의 입자로 되며, 분산매질은 기체로 이루어진 콜로이드계 물질”이다.<br /> <br /> 또, 에어로졸은 기중 분산 입자계(aero disperse system)라고도 불린다. 대기오염이 심각하게 다루어지기 이전부터 대기 중에는 다양한 입자가 존재하고 있었으며, 자연현상이나 생명의 영위 속에서 유효한 역할을 담당했었다. 그러나 인류가 불을 사용하면서부터, 목재나 석탄 등을 사용하기 시작함으로 인해 분진이나 연기 등 인공적인 에어로졸이 우리의 생활과 건강에 영향을 미치게 되었다.<br /> <br /> 대도시의 대기오염 상황은 점점 악화되고 있으며, 영향을 받는 범위는 국경을 넘어 확산되고 있다. 최근 몇 년 사이는 에어로졸 중에서도 “PM2.5(미세먼지)”라는 말이 매체를 떠들썩하게 하며, 일상생활에서도 일반적인 용어가 되었을 정도이다. 여기에서 PM은 Particle Matter(미립자 물질)를 가리키며, 2.5는 그 입경이 2.5μm 이하임을 뜻한다. PM2.5와 같은 미세입자가 눈에 보이는 형태로 우리의 삶에 영향을 미치기 시작했다는 것은 심각한 상황이며, 대책 마련이 시급하다고 볼 수 있다.<br /> <br /> 근래 대기오염에 관한 충격적인 보고가 J. Lelieveld 등에 의해 《Nature》지에 발표됐다[1]. 그 보고에 따르면 전 세계에서 대기오염으로 인해 매년 300만 명의 조기사망자가 발생하고 있다고 한다. 또, 미국의 과학진흥협회 연례회의에서는 그것보다 더 심각한 연간 550만 명이라는 통계도 발표됐다[2]. M. Brauer는 이 보고서에서, 188개국의 데이터를 수집하여 1990년부터 2013년까지 건강 위험요소와 대기오염을 비교하였으며, 많은 국가에서는 대기오염은 감소했지만 전 세계적으로 봤을 때 위험한 오염 배출량은 증가하고 있다고 보고했다.<br /> <br /> 또, 세계 전체 인구의 85%가 WHO 가이드라인을 초과한 입자상 물질 PM(Particle Matter) 수준으로 생활하고 있는 상황이며, 외기뿐만 아니라 실내의 대기오염으로 인해 수백만 명의 사람들이 조기사망 위험에 노출되어 있다고도 지적했다.<br /> <br /> 일부 지역의 대기오염은 지구 전체의 규모로 생각하면 미미하다고 볼 수도 있으며, 지구 전체의 대기오염이 될 것으로 생각하지 않았다. 그러나 최근 대기오염은 바다를 건너 이웃 나라까지 고농도의 상태로 확산 전파되고 있다. 이러한 현상은 미세입자의 부유 시간이 길기 때문에 발생되는 것으로 생각된다. 그러므로 미세입자는 기류를 타고 지구 전체로 확산된다고도 추정할 수 있다. 아메리카 대륙을 횡단하는 대기오염은 편서풍 지대에 있는 고위도, 중위도의 대륙의 상공에서 잠재적인 오염 농도를 증가시키는 것을 알 수 있다. 이 공기는 대서양 상공에서 급격하게 정화되지만, 약 2주 만에 지구를 한 바퀴 돌고, 다시 대륙 서해안 쪽에 도달한다. 그 결과, 이러한 기류의 이동을 1년에 20~30번 반복하면서 오염 농도가 증가된다는 보고도 있다[3]. 또 조류독감이나 신종 감염증 등도 위생마스크에 대한 관심을 높이는 요인이 되고 있다. 국가 간의 이동이 빈번해지며, 많은 사람들이 왕래하는 시대이기 때문에, 팬데믹(pandemic)의 가능성은 몇 년 전과 비교도 안 될 정도로 높아졌다. 이러한 관점에서, 가까운 장래에는 우리나라뿐만 아니라 전 세계에서 미세입자에 대응한 필터 소재에 대한 관심이 높아질 것으로 예상된다.<br /> <br /> 그러나 현재는 PM2.5나 바이러스를 포함한 에어로졸과 같은 초미세입자를 포집하는 마스크는, 그 높은 분진포집효율을 달성하기 위해 두꺼운 필터 부자재를 사용하여 호흡이 불편해지기 때문에, 장시간 착용할 수 없는 등 문제점도 안고 있다.<br /> <br /> 이러한 과제를 해결하기 위한 효과적인 소재로서 나노섬유(nanofiber)의 적용이 추천된다. 나노섬유란, 그 섬유 직경이 100나노미터(나노는 10-9) 이하로 매우 미세한 섬유이며, 나노섬유로 제작된 필터는 짜임이 매우 촘촘하므로 미립자의 포집효율이 높고, 더욱이 섬유 표면에서 공기 흐름에 미끄럼이 생기는 “슬립 플로우 효과”를 발현하기 때문에 공기저항이 작아지는 등, 나노섬유 특유의 효과를 발휘한다.<br /> <br /> 본 보고서에서는, 이러한 배경을 바탕으로 위생마스크의 높은 분진포집효율 및 호흡하기 편함을 극대화한 나노섬유의 응용 사례를 고찰하였다.<br /> <br /> <strong>** 원문은 파일 다운받기를 해주세요 :-)</strong> |
