코로나 바이러스를 열로 태워 없애는 공기정화 필터를 국내연구진이 개발했다. 일일 확진자 62만명을 기록하던 오미크론의 정점을 지나 한숨 돌려서 다행이다. 그러나 코로나가 완전히 물러간 게 아니어서 여전히 대비해야 하고 방비해야 한다.
한국은 오미크론 변이 유행이 감소세를 유지하고 있다. 신규확진자가 5만명 아래로 떨어졌고 5월2일부터 실외 마스크쓰기가 완화되었다. 영국, 미국에서는 실내외 마스크 착용 의무화 조치가 사실상 해제되었다.
1. 오미크론과 오미크론의 하위 변이
미국 백악관 코로나 대응 조정관을 지낸 ‘데보라 버크스’가 그간의 데이타 분석을 통해 2022년 여름 미국에 다시 코로나가 재유행할 걸로 예상하고 있다. 재유행 간격은 4~6개월 정도이다. 감염후 생긴 자연 면역은 시간이 지날수록 감소한다.
미국과 남아프리카공화국 포함 20개국 이상에서 발견되고 있는 오미크론의 하위 변이 BA.4, BA.5는 감염력이 높고 이미 감염으로 생긴 면역을 쉽게 회피한다는 연구결과가 있다.
오미크론 세부변이인 스텔스 오미크론뿐아니라 오미크론의 새로운 세부 하위 변이종까지 등장하고 있다. 스텔스 오미크론(=BA.2)보다 확산 속도가 20% 빠른 BA.2.12.1이 한국 내에서 2022년 5월 3일에 확인되었다.
그렇다고 너무 낙담할 필요가 없다. 손 잘 씻고 마스크만 잘 써도 상당부분 방어된다. 게다가 광열효과 공기정화기도 개발되어 코로나 바이러스를 거르고 태울 수 있으니 희소식이다.
2023년 7월 30일 한국에서 코로나19 감염자수는 일일 4.7만 명이다. 2022년 겨울 코로나 19가 일일 감염자수는 5.4만 명이었다. 한국에서 실내 마스크 쓰기 의무는 2023년 6월 해제됐다.
중국에서도 코로나 감염자가 다시 치솟아 일일 6500만명이 감염되는 걸로 추산된다. 젊은 층이 주로 재 감염되고 있고 1차 감염 때보다 증세는 가볍다. XBB 변이와 오미크론 하위변위가 여전히 우세종으로 파악된다.
2. 코로나 바이러스 사멸시키는 에너지기술연구원의 광열효과 헤파필터
이달 5월 3일 한국 에너지기술연구원이 헤파필터(HEPA) 개발을 보고했다. 빛을 열로 바꾸는 광열효과(Photothermal Effect)를 이용해서 바이러스와 세균을 99.9% 사멸시키는 제품이다.
헤파필터는 High Efficiency Particulate Air 필터의 약자로 고성능 공기정화기이다. 포집 능력이 뛰어나 꽃가루, 미세먼지, 바이러스와 담배연기까지 거른다. 필터의 여과지는 주로 직경 1~10 미크론 단위 이하의 유리 섬유로 되어 있다.
최초의 헤파필터는 공기 중의 방사능 미립자를 정화시키기 위해 개발되었다. 미국과 소련의 냉전시대에 핵공격에 대한 대비책으로 개발된 것이다. 유해물질에 노출되는 산업현장, 반도체 공장, 의료현장, 전자공학 등에 사용되고 있다.
미크론(micron=μ= 마이크론 =μm = 마이크로 미터micro meter)은 1m의 백만분의 1에 해당하는 길이이다. 1 미크론(1μ)=1μm = 1,000나노미터 nm이다. 미국 원자력위원회에서 음향이나 전기의 파장 분자와 분자 사이의 거리, 미생물의 크기를 잴 때 사용하는 길이의 단위이다.
헤파필터는 바이러스를 걸러내는 역할을 해왔으나 사용하다 보면 오염물질이 쌓인다. 이 오염물질이 곰팡이, 세균, 바이러스가 서식하는 적합 환경이 되었다. 이는 실내공기를 더 악화시킬 수도 있다.
바로 이 문제가 이번에 광열효과로 해결되었다. 연구팀은 기존 열회수환기장치에 적용 가능한 광열효과 살균 기술을 개발했다. 상용 헤파필터에 금속 나노 입자나 탄소 나노튜브같이 광열 효과를 일으키는 물질을 코팅해 광열 헤파 필터를 제작했다.
여기에 인체에 무해한 가시광선 대역의 LED를 조사해 약 10~15초 안에 60도이상까지 발열시키면 바이러스와 박테리아 세포가 궤멸한다. 탄소 나노튜브(Carbon nanotube)는 기본적으로 탄소원자들이 육각형의 벌집모양으로 서로 연결된 고분자 단소 동소체다.
길고 속이 빈 모양을 튜브라고 하고 온통 한가지 원소 탄소로만 이루어져서 탄소 나노튜브라는 이름이 붙었다. 현재까지 발견된 물질 중 가장 강도가 크며 철의 강도의 10배 이상이다. 1991년에 일본의 전자기업 NEC가 최초 개발했다.)
https://zdnet.co.kr/view/?no=20220503104557
이 광열 헤파필터를 이용해 필터에 걸려 포집된 신종 인플루엔자 바이러스 H1N1pdm09와 코로나 19 바이러스 제거 실험을 했다. 10~15분 가시광을 조사할 경우 각 99.9%, 99%이상 사멸되었고, 발열 온도를 70도 이상으로 높였더니 코로나19 바이러스가 99.9%이상 사멸되었다.
환기 시스템 전문 기업 크린테크가 기술을 이전받아 상용화를 준비 중이다. 기술 인증 및 시험평가를 거쳐 올해 2022년에 제품 출시를 앞두고 있다. 소비자가 구매 용이하도록 착한 비용에 필터며 광열장치 유지 관리가 수월하기를 바라마지 않는다.
연구책임자인 류승환 에너지ICT융합연구단 선입 연구원은 광열 헤파필터 기술을 적용하면 필터에 포집된 바이러스를 99.9%까지 제가 가능하며 필터에서 박테리아와 바이러스가 증식하지 않아 2차 오염까지 방지할 수 있다고 밝혔다.
광열효과(Photothermal Effect)는 물질에 빛에너지를 조사하면(쪼이면)물질의 상질과 특성에 따라 조사된 빛에너지가 습수된 수 다시 열에너지로 방출되는 물리적인 현상이다. 특정 나노 물질이 빛을 흡수해 열을 발생하면 암 치료에도 효과적이고 더 효과적인 치료약물도 개발할 수 있다.
이번 연구는 연구원 기본사업인 산업연계형 사업의 일환으로 수행되었다. 연구 성과는 학술지 사이언틱 리포트(Scientific Reports)에 게재되었다.
헤파필터는 바이러스를 걸러내는 역할을 해왔으나 사용하다 보면 오염물질이 쌓인다. 이 오염물질이 곰팡이, 세균과 바이러스가 서식하는 적합 환경이 되었다. 에너지기술연구원은 이 문제를 광열효과로 해결했다. 업그레이드된 헤파필터의 광열효과로 코로나 바이러스를 태워 없앤다.
