코로나바이러스를 죽이는 새로운 공기필터, 전기가열식 니켈 폼(Nickel Foam)

문광주 기자 / 기사승인 : 2020-07-08 21:10:02
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한 번의 통과로 코로나바이러스 SARS-CoV-2를 99.8%로 제거하는 공기필터 개발.
필터 200도가지 가열, 에어컨과 환기시스템에 통합 적용 가능.

코로나바이러스를 죽이는 새로운 공기필터
전기 가열식 니켈 폼은 실내 에어로졸 오염을 줄일 수 있다.

전염 방지 :
미국 연구자들이 한 번의 통과로 코로나바이러스 SARS-CoV-2를 99.8%로 제거하는 공기필터를 개발했다. 실내에 바이러스가 포함된 에어로졸로 인한 감염 위험을 크게 줄일 수 있다. 필터는 200도까지 가열된 전기 가열식 니켈 폼으로 구성되어 있으며 일반적인 에어컨 및 환기 시스템에 통합 할 수 있다. 

▲ 3-D 그래픽 SARS-CoV-2 virus ,출처: CDC/ Alissa Eckert, MS; Dan Higgins, MAM


SARS-CoV-2 코로나바이러스는 기침, 재채기, 말하기 또는 노래할 때 방출되는 침방울뿐만 아니라 에어로졸을 통해서도 전달된다는 것이 분명 해지고 있다. 그것들은 몇 나노 미터에서 마이크로 미터 크기의 물방울과 부유 물질로 구성되며, 방출된 후 몇 시간 동안 대기 중에 부유 상태로 남아있을 수 있다.

바이러스가 포함된 에어로졸에 대해 어떻게 해야 할까?

퀸즈랜드 공과 대학 (University of Queensland)의 리디아 모라브스카(Lidia Morawska)는 “예를 들어 폭이 5㎛(마이크로미터)인 전형적인 물방울은 실내 조건에서 수십 미터를 날아갈 수 있으며, 높이는 1.50m에서 지면으로 점차 가라앉는다”설명한다.
따라서 거리 규칙을 달리 준수하더라도 밀폐된 공간에서 감염 위험이 높아진다.

▲ Auto air filter


그러한 에어로졸을 통한 코로나바이러스의 전염이 가장 가능성 있는 설명이다.
이런 수퍼 전파-사건이 여러차례 있었다고 연구원은 보고했다.
그러므로, 특히 다른 유행성 방호 조치가 완화될 때 바이러스가 포함된 에어로졸에 대해 적절한 보호를 확보하는 것이 더욱 중요하다.
정기적인 공기 교환을 보장하는 우수한 환기 또는 환기 시스템은 효과적일 것이다.
바이러스 차단 필터나 자외선도 사용할 수 있다.

nickel ball


전기 가열식 니켈 폼

이를 위해 휴스턴 대학교의 루오 유(Luo Yu)와 동료들은 최근 항바이러스 필터를 개발했다.
이미 시판되고 있는 니켈 폼으로 구성되어 있으며, 이는 다공성으로 인해 공기필터로 적합하다. 연구원들은 “SARS-CoV-2가 70도 이상의 온도를 견딜 수 없다는 사실을 감안해 필터를 가열할 수 있도록 설계했다”고 설명한다.

니켈은 자연 전도성이고 낮은 저항을 갖고 있다.
따라서 전기가 흐르면 자체적으로 많이 뜨겁지 않다.
과학자들은 저항이 증가하도록 니켈 폼의 구조와 연결 지점을 수정했다.
전류 흐름으로 인해 전구의 필라멘트가 가열되는 방식과 유사하게, 전류가 흐를 때 니켈 필터도 250℃(도)까지 뜨거워진다.

▲ Nickel foam (top) and its internal structure (bottom).

SARS-CoV-2는 에어로졸을 통해 확산된다. 미국 연구원들은 이제 필터를 개발했다.

출처:author, Zhonghua Ren, Jianpeng Li, Yaqi Ren, Shuguang Wang, Yejun Qiu & Jie Yu 


바이러스의 99.8% 제거

실용 테스트에서 새로운 필터는 이미 매우 효과적임이 입증됐다.
팬에 설치하면 뜨거운 니켈 폼이 필터를 통과하자마자 공기 중에 있는 모든 코로나바이러스의 99.8%를 죽였다. 탄저균 병원균 Bacillus anthracis의 포자와 같은 다른 병원체도 99% 이상으로 살균됐다.

과학자들에 따르면, 이 필터는 실내 지역에서 잠재적인 감염성 에어로졸을 제거할 수 있는 가능성을 열어준다. "이 필터는 사무실 건물, 학교 및 유람선뿐만 아니라 비행기 또는 공항에서도 유용 할 수 있다"라고 Yu의 동료 지펭 렌(Zhifeng Ren)은 말한다.
책상이나 개별 실의 선풍기 버전도 가능하다.

니켈 폼 필터는 일반적인 환기 시스템과 호환되므로 비교적 큰 규모로 비교적 빠르게 생산 및 설치할 수 있다고 Yu와 그의 팀은 말했다.

(Clinical Infectious Diseases, preprint, doi: 10.1093/cid/ciaa939; Materials Today Physics, 2020; doi: 10.1016/j.mtphys.2020.100249)

출처 : University of Houston

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