공기 중에서 녹슬지 않는 입자 만들어 항균마스크에 쓴다

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 녹슬지 않은 나노입자를 만들어 항균마스크, 2차 전지에 활용할 가능성을 제시했다.

기초과학연구원(IBS)은 김성웅 나노구조물리 연구단 연구위원이 공기 중에서 산화되지 않는 구리 나노입자를 개발했다고 11일 밝혔다.

김성웅 기초과학연구원 나노구조물리 연구단 연구위원.(사진=기초과학연구원)

금속 대부분은 공기 중에 노출되면 산화되면서 녹이 생긴다. 금속 표면에서 금속 원자와 공기 중의 산소 원자가 결합하면서 자연적으로 발생한다.

금속이 산화되면 금속의 성질을 잃고, 심하면 사용할 수 없다. 금속 표면 도금법이나 음극방식법을 이용해 금속 산화 방지 연구도 이뤄졌지만, 산화 현상을 완벽하게 막는 기술은 없었다.

연구팀은 수년간 연구해온 신소재 전자화물에 주목해 문제를 해결했다. 고농도의 전자를 포함한 전자화물 위에 구리 나노입자를 형성시키면, 다량의 전자가 전자화물에서 구리 나노입자로 전달돼 구리 나노입자 표면에 과잉의 전자가 쌓인다.

관찰 결과, 나노입자 표면에 축적된 과잉의 전자만 공기 중의 산소와 반응해 구리 나노입자는 산화가 일어나지 않았다. 구리 나노입자를 수개월 이상 공기 중에 노출해도 산화되지 않고 구리의 금속성을 계속 유지했다. 산화되지 않는 은 나노입자 합성에도 성공했다.

연구팀 또 공기 중에서 산화되지 않는 구리 나노입자를 대량생산할 수 있는 용액공정도 개발했다. 구리 금속 이온이 녹아있는 액체에 전자화물을 넣고 반응시키면 공기 중에서 산화되지 않는 다량의 구리 나노입자를 쉽게 생산할 수 있다.

김성웅 연구위원은 “구리 나노입자를 이종물질 코팅과 같은 표면처리도 없이 공기 중에 오랜 시간 노출해도 산화되지 않는다는 것은 기존 상식을 깨는 현상”이라며 “항균·항바이러스 기능이 있는 구리를 항균필름, 마스크 등에 써서 계속 우수한 살균능력을 유지해 방역에 기여할 수 있다”고 말했다.

연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’에 11일자로 게재됐다.