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유해 가스로부터 착용자를 보호하는 새로운 직물

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2019-04-08 00:00:00.000
내용 <p>노스캐롤라이나 주립대학(North Carolina State University)과 미 육군의 CCDC CBC(Combat Capabilities Development Command Chemical Biological Center)의 연구진은 80%의 상대습도 하에서 수포 작용제(blister agent)를 중화시키는 새로운 기능성 직물을 개발했다. 이 직물은 미국에서 일반적으로 생산되는 산업용 화학 물질인 암모니아 가스를 포획할 수 있었다.</p><p>섬유를 위한 이러한 새로운 코팅은 유독 산업용 화학 물질과 화학적 작용제를 효과적으로 포집하는데 유망하다. 이 연구는 노출 위험이 있는 군인 등을 위해서 개선된 마스크 및 개인 보호 장비를 개발하는데 매우 유용할 것이다.</p><p>우리는 제 1차 세계 대전에서부터 최근 시리아 민간인에 대한 공격까지 화학적 작용제와 염소 및 겨자 가스로부터 위협을 받고 있다. 그래서 실용적이고 우수한 성능을 가진 보호 장비를 이용해서 유독 가스를 포획하고 화학적으로 분해할 수 있는 방법을 찾아야 한다.</p><p>이번 연구진은 마이크로섬유 위에 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF)를 코팅하는 연구를 수행했다. 이 코팅에는 두 가지 어려움이 존재했다. 첫 번째는 습기가 있는 상태에서 안정성을 유지하면서 유해 화합물을 흡착/흡수로 포집할 수 있는 MOF를 만드는 것이었다. 두 번째는 독성 화학물질을 분해하는데 효과적인 코팅을 수행하는 것이었다.</p><p>이번 연구진은 수분에 안정적인 구리 기반의 MOF 박막을 만들었다. MOF는 분말로 이용되는 것이 아니라 섬유 위에 고체 박막으로 증착되었다. 이렇게 함으로써 MOF 분말보다 3배 많은 암모니아 가스를 포획할 수 있었다.</p><p>전자 현미경으로 관찰한 결과, 이전에는 보고되지 않았던 독특한 형상(섬유로부터 방사선 성장)을 가진 MOF 결정이 확인되었다. 이러한 정렬은 섬유 표면에 밀집된 코팅을 형성하게 만들었고, 유해 가스에 대한 흡착 성능을 향상시켰다.</p><p>이 새로운 MOF로 코팅된 복합재료는 방직용 섬유를 위한 코팅 박막으로 사용될 수 있을 것이다. 또한 이 방법은 센서와 같은 다양한 기능을 가진 스마트 직물을 만드는데 적합할 것이다. 향후 계획은 미 육군 전문가와 협력해서 실제 화학 작용제로 이 신소재를 시험하는 것이 될 것이다. 이 연구결과는 저널 Small에 &ldquo;Water-Stable Chemical-Protective Textiles via Euhedral Surface-Oriented 2D Cu&ndash;TCPP Metal-Organic Frameworks&rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(<a href='https://doi.org/10.1002/smll.201805133'>https://doi.org/10.1002/smll.201805133</a>).</p>
출처
원문URL <p>노스캐롤라이나 주립대학(North Carolina State University)과 미 육군의 CCDC CBC(Combat Capabilities Development Command Chemical Biological Center)의 연구진은 80%의 상대습도 하에서 수포 작용제(blister agent)를 중화시키는 새로운 기능성 직물을 개발했다. 이 직물은 미국에서 일반적으로 생산되는 산업용 화학 물질인 암모니아 가스를 포획할 수 있었다.</p><p>섬유를 위한 이러한 새로운 코팅은 유독 산업용 화학 물질과 화학적 작용제를 효과적으로 포집하는데 유망하다. 이 연구는 노출 위험이 있는 군인 등을 위해서 개선된 마스크 및 개인 보호 장비를 개발하는데 매우 유용할 것이다.</p><p>우리는 제 1차 세계 대전에서부터 최근 시리아 민간인에 대한 공격까지 화학적 작용제와 염소 및 겨자 가스로부터 위협을 받고 있다. 그래서 실용적이고 우수한 성능을 가진 보호 장비를 이용해서 유독 가스를 포획하고 화학적으로 분해할 수 있는 방법을 찾아야 한다.</p><p>이번 연구진은 마이크로섬유 위에 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF)를 코팅하는 연구를 수행했다. 이 코팅에는 두 가지 어려움이 존재했다. 첫 번째는 습기가 있는 상태에서 안정성을 유지하면서 유해 화합물을 흡착/흡수로 포집할 수 있는 MOF를 만드는 것이었다. 두 번째는 독성 화학물질을 분해하는데 효과적인 코팅을 수행하는 것이었다.</p><p>이번 연구진은 수분에 안정적인 구리 기반의 MOF 박막을 만들었다. MOF는 분말로 이용되는 것이 아니라 섬유 위에 고체 박막으로 증착되었다. 이렇게 함으로써 MOF 분말보다 3배 많은 암모니아 가스를 포획할 수 있었다.</p><p>전자 현미경으로 관찰한 결과, 이전에는 보고되지 않았던 독특한 형상(섬유로부터 방사선 성장)을 가진 MOF 결정이 확인되었다. 이러한 정렬은 섬유 표면에 밀집된 코팅을 형성하게 만들었고, 유해 가스에 대한 흡착 성능을 향상시켰다.</p><p>이 새로운 MOF로 코팅된 복합재료는 방직용 섬유를 위한 코팅 박막으로 사용될 수 있을 것이다. 또한 이 방법은 센서와 같은 다양한 기능을 가진 스마트 직물을 만드는데 적합할 것이다. 향후 계획은 미 육군 전문가와 협력해서 실제 화학 작용제로 이 신소재를 시험하는 것이 될 것이다. 이 연구결과는 저널 Small에 &ldquo;Water-Stable Chemical-Protective Textiles via Euhedral Surface-Oriented 2D Cu&ndash;TCPP Metal-Organic Frameworks&rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(<a href='https://doi.org/10.1002/smll.201805133'>https://doi.org/10.1002/smll.201805133</a>).</p>
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2019005140
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과학기술표준분류
ICT 기술분류
주제어 (키워드) 1. 가스; 직물; 나노기술; 금속 유기 골격체 2. gas; fabrics; nanotechnology; metal organic framework