안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
정전기 필터 마스크는 일종의 부직포 필터로 매우 가는 섬유를 겹쳐서 필터 기능을 하도록 고안된 것으로 일반적인 부직포와는 제조단계부터 차이가 있는데 섬유를 뽑는 방사단계에서 전위차를 두어 섬유 자체가 정전기를 띠도록 대전시켜 제조되기 때문입니다. 섬유가 뽑혀져 나오는 노즐과 뽑혀진 섬유가 겹겹이 쌓이면서 겹쳐지는 위치에 전압을 걸어주는 구조로 제작된다고 합니다. 즉, 이 전기하전 폴리머 층은 일반적으로 정교한 전기방사 공정을 통해 제조됩니다.
전기방사된 고분자 재료는 고분자 나노섬유를 생성하는 데 널리 사용되는 플랫폼인 전기방사(electrospinning)라는 방법을 사용하여 제조됩니다. 이 방법에서는 고점도의 용융 폴리머가 작은 구멍에서 밀려 나옵니다. 폴리머 용융물을 담는 오리피스가 있는 금속 용기(Emitter고 함)는 양전하를 띠고 멀리 떨어진 평판이나 드럼은 음전하를 띠고 있습니다(이를 Collector라고 함). 용융된 폴리머가 에미터의 오리피스 밖으로 밀려나면서 양으로 대전된 폴리머 용융물이 튀어나와 음으로 대전된 컬렉터 쪽으로 끌어당겨지고 에미터와 컬렉터 사이의 거리에 걸쳐 빠르게 냉각되어 전기적으로 대전된 폴리머 나노섬유가 생성됩니다.
KF95, N95 같은 정전기 필터 마스크는 부직표이므로 섬유 기공보다 큰 입자들에 대해서는 물리적인 여과를 시키고 기공보다 작은 바이러스 같은 것들은 정전기를 이용해 하전된 단백질(Covid-19 바이러스)을 제거합니다.
