전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
전국 대전·세종·충남

속보

더보기

KAIST, 원심력 이용 나노 섬유 대량생산 공정 개발

기사입력 : 2021년03월23일 13:00

최종수정 : 2021년03월23일 13:00

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = KAIST는 생명화학공학과 김도현 교수 연구팀이 원심력을 이용한 새로운 마이크로 및 나노 섬유 대량생산 공정을 개발했다고 23일 밝혔다.

연구팀은 기존의 원심방사 공정을 발전시켜 방사 디스크를 여러 층으로 세분화한 멀티 원심방사 시스템을 고안해 다양한 고분자 마이크로 및 나노 섬유의 생산에 성공했다.

기존 원심방사 장치는 하나의 방사 디스크를 이용해 크기를 증가시켜도 섬유 생산 속도가 기존 전기방사 공정보다 그리 빠르지 않았다.

멀티 원심방사 시스템 모식도 등[사진=카이스트] 2021.03.22 memory4444444@newspim.com

이에 연구팀은 하나의 방사 디스크가 여러 개의 층을 가진 멀티 원심방사 디스크를 고안했고 이를 통해 섬유의 대량생산 가능성을 보였다.

연구팀은 3개의 층을 가진 멀티 원심방사 디스크를 제작했고 디스크의 층수가 증가할수록 섬유의 생산 속도가 비례해 증가하는 것을 확인했다.

이는 멀티 원심방사 시스템에서는 노즐 간 간섭으로 인한 생산 효율 저하가 일어나지 않음을 의미한다.

연구팀은 새로 고안한 이 공정으로 실험실 규모 기준 머리카락 1/100의 평균 두께를 갖는 섬유의 생산 속도가 시간당 8~25그램(g)으로 증가하는 것을 보였다.

이는 기존 전기방사 공정보다 약 300배 더 빠른 속도이다.

나노 섬유 25그램(g)은 KF94 마스크 필터 20~30개에 해당하는 양이며 적은 양처럼 보이지만 실험실 규모에서는 같은 시간 대비 아주 많은 생산량이다.

연구팀은 대량생산된 나노 섬유를 이용해 마스크 필터를 제조했고 이 마스크 필터는 사용된 섬유의 양에 따라 상용 마스크(KF80 및 KF94)에 준하는 포집 효율과 차압을 가졌다.

제조된 마스크 필터는 비말 차단에도 매우 우수한 성능을 보였다.

서로 다른 고분자 섬유로 이루어진 복합 섬유 패드의 제조 과정 모식도 등[사진=카이스트] 2021.03.22 memory4444444@newspim.com

고분자 마이크로 및 나노 섬유는 두께가 마이크로미터(μm) 혹은 나노미터(nm) 수준인 섬유로 머리카락 두께와 비슷하거나 이의 1/1000에서 1/10 수준의 두께를 가진 섬유를 말한다.

이는 섬유의 대량생산뿐만 아니라 다양한 종류의 섬유가 하나의 필터에 함유된 복합 필터 제조도 가능하게 해 폭넓은 분야에 응용될 것으로 기대된다.

최근 코로나바이러스 및 미세먼지 이슈로 마스크의 수요가 점차 증가하면서 동시에 그 필터 재료로 사용되는 고분자 섬유의 수요도 점차 늘어나는 추세다.

특히 매우 가는 두께를 가진 고분자 나노 섬유 기반의 마스크 필터는 정전기가 부여되지 않은 상태에서도 기계적 여과를 통해 미세먼지와 코로나 바이러스를 90% 이상 차단할 수 있어 마스크 필터 분야에서 중요한 소재로 떠오르고 있다.

곽병은 석박사통합과정(1저자)은 "원심방사는 전기방사보다 비용 측면이나 대량생산에 있어 뚜렷한 장점이 있음에도 많이 연구되고 있지 않은 공정ˮ이라며 "이번 연구에서 고안한 멀티 원심방사 시스템을 산업적 규모로 증대시키면 나노 필터의 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 KAIST에서 지원하는 2020년도 글로벌 특이점 연구사업으로 수행됐다.

오른쪽 뒤부터 시계 반대방향으로 이응준 석박통합과정, 유효정 박사과정, 곽병은 석박통합과정, 김도현 생명화학공학과 교수[사진=카이스트] 2021.03.22 memory4444444@newspim.com

KAIST 생명화학공학과 곽병은 석박사통합과정, 유효정 박사과정, 이응준 석박사통합과정이 각 제1, 제2, 제3 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 '에이씨에스 매크로 레터스(ACS Macro Letters)' 3월호에 실렸다.

memory4444444@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
김영훈 고용부 장관 후보자는 누구? [세종=뉴스핌] 양가희 기자 = 이재명 대통령이 김영훈 전 민주노총 위원장을 고용노동부 장관 후보자로 임명했다. 강훈식 대통령실 비서실장은 23일 11개 부처 장관 후보자를 발표했다. 김 후보자는 1968년 부산에서 태어나 마산중앙고, 동아대를 졸업해 성공회대 NGO대학원에서 정치정책학(정치학) 석사 학위를 받았다. 김영훈 고용노동부 장관 후보자 [사진=대통령실] 2025.06.23 sheep@newspim.com 김 후보자는 2010년부터 2012년까지 민주노총 위원장으로 활동하다가 2017년 정의당에 입당, 제19대 대통령 선거에서 노동본부장을 맡았다. 2021년에는 더불어민주당 대선 후보 이재명 대통령의 노동부문 지지단체 '공정사회 구현을 위한 노동광장'에 공동대표로 참여한 바 있다. 지난 총선에서는 더불어민주연합에서 비례대표 20번을 받았다. 현재 한국철도공사 기관사이자 부산지방노동위원회 공익위원으로 활동하고 있다. 강 비서실장은 "민주노총 위원장을 역임하며 노동의 목소리를 대변해 온 인물"이라며 "산업재해 축소, 노란봉투법 개정, 주4.5일제 등 일하는 사람들의 권리를 강화하는 역할을 해줄 것으로 기대한다"고 밝혔다. 한 정부 관계자는 김 후보자에 대해 "합리적이다"라며 "민주노총이 그간 (사회적 대화 등) 제도권 밖에 있었다. 이를 계기로 제도권으로 들어오길 희망한다"고 말했다. ◇ 김영훈 고용노동부 장관 후보자 프로필 ▲1968년 부산 출생 ▲마산중앙고, 동아대, 성공회대 NGO대학원 정치정책학 석사 ▲정의당 노동본부장 ▲민주노총 위원장 ▲철도노조 위원장 ▲철도공사 기관사 ▲부산지방노동위원회 공익위원 sheep@newspim.com 2025-06-23 14:57
사진
안규백 64년 만에 문민 국방 후보자 [서울=뉴스핌] 김종원 국방안보전문기자 = 국군 최고통수권자인 이재명 대통령은 23일 초대 국방부 장관에 민간인 출신인 안규백(64) 더불어민주당 5선 중진 의원을 인선했다. 강훈식 대통령실 비서실장은 이날 "안 후보자가 국회 국방위원회 간사와 위원장 등 5선 국회의원 이력의 대부분을 국회 국방위에서 활동했다"면서 "군에 대한 이해도가 풍부하고 64년 만에 문민 국방장관으로서 계엄에 동원된 군의 변화를 책임지고 이끌어 나갈 것"이라고 인선 배경을 설명했다.  안규백 국방부 장관 후보자. [사진=대통령실] 안 후보자는 집권 여당인 민주당에서 국방위원장을 비롯해 국방위원으로서 15년 간 의정활동을 했다. 그 누구보다 군과 국방안보를 잘 아는 인물로 그동안 역대 정부에서도 꾸준히 민간인 출신 국방장관으로 유력하게 거명됐었다. 특히 안 후보자는 국회 12·3 비상계엄 사태에 대한 진상규명 국정조사 특위위원장 중책까지 맡았다. 여야 의원들을 아우르며 적지 않은 성과를 냈다는 평가다. 이번 대선에서도 민주당 중앙선대위 총괄특보단장 핵심 보직을 맡았다. 계엄 사태 주역인 군의 정치적 중립성을 확립하면서 어수선한 군을 안정적으로 이끌면서 군 전반을 개혁할 최적임자로 꼽힌다. 합리적인 성품에 남의 말을 귀담아듣는 전형적인 외유내강형 인물이다. 다만 상식과 원칙을 중시하며 불법적이고 정의롭지 않은 일에는 불같이 화를 내는 성격이다. 아들 둘 모두 육군과 해병대에서 현역으로 군 복무를 했다.  안 후보자가 국회 인사청문회를 통과해 이재명정부의 초대 국방장관으로 취임하면 1961년 현석호 장관 이후 64년 만에 군인이 아닌 민간인 출신 국방장관이 된다.  한국 정치사의 격동기를 거쳐 군사독재정권 시절에 장군 출신들이 독식했던 국방장관을 정치 안정기에 들어 사실상 민간인 출신의 진정한 '문민 국방장관'이 나올 수 있을지 초미 관심사다. ▲전북 고창(64) ▲광주 서석고 ▲성균관대 철학과 학사·무역대학원 무역학 석사 수료 ▲18·19·20·21·22대 국회의원 ▲국회 국방위원회 위원장·간사 ▲국회 '내란 진상규명 국정조사 특별위원회' 위원장 ▲더불어민주당 사무총장 kjw8619@newspim.com 2025-06-23 14:13
안다쇼핑
Top으로 이동