한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김일두 교수와 기계공학과 이승섭 교수 공동연구팀이 나노 물방울을 이용해 필터 없이도 초미세먼지를 거의 완벽에 가깝게 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
해당 장치는 이승섭 교수의 '오존 없는 물 정전분무(electrospray)' 기술과 김일두 교수의 '고흡습 나노섬유(hygroscopic nanofiber)' 기술이 결합돼 탄생했다. 장치 내부는 고전압 전극, 물을 스스로 끌어올리는 나노섬유 흡수체, 모세관 현상으로 물을 이동시키는 폴리머 미세채널이 탑재돼 있다. 이 구조 덕분에 펌프 없이도 물이 자동으로 공급되는 자기펌핑(self-pumped) 구조가 구현되며 장시간 안정적인 물 정전분무가 가능하다.
연구팀이 0.1m³실험 챔버에서 시험한 결과 해당 장치는 PM0.3~10 범위의 다양한 입자를 20분 내 99.9% 제거했다. 특히 기존 필터식 공기청정기로 제거가 어려운 PM0.3 극초미세먼지도 5분 내 97% 제거하는 뛰어난 성능을 보였다. 머리카락 굵기의 약 200분의1에 불과한 PM0.3(지름 0.3㎛) 이하 크기의 극초미세먼지까지 신속하게 제거할 수 있다.
30회 연속 테스트와 50시간 연속 구동에서도 성능 저하 없이 안정적으로 작동했다.
현재 이 기술은 이승섭 교수의 연구실 창업기업이며 CES 2025 혁신상을 수상한 A2US를 통해 사업화가 진행 중이다. 내년 제품출시를 목표로 하고 있다. 연구 결과는 재료과학 및 나노기술 분야에서 세계적 권위를 인정받는 와일리사의 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난달 14일 게재됐다.