‘미세먼지 청소기’ 광촉매 페인트 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (64)

미세먼지는 이제 계절에 관계없이 연중 내내 우리를 괴롭히는 불청객으로 자리 잡고 있습니다. 이 미세먼지의 농도를 낮추기 위해 원인 분석과 함께 다양한 방지 제품들이 나오고 있는데요. 그 중에서 미세먼지를 흡착하는 페인트를 아파트에 바르는 아이디어가 등장해 눈길을 끌고 있습니다. 과연 어떤 원리로 페인트가 미세먼지를 잡는 것인지 알아보도록 하겠습니다.

◆광촉매 페인트의 미세먼지 저감 효과

서울주택도시공사(SH공사)는 최근 노원구 소재 아파트 40세대의 외벽에 미세먼지 흡착 기능이 뛰어난 광촉매 페인트를 시공했다고 전했는데요.

산림청 조사에 의하면 나무 한그루가 1년에 35.7g의 미세먼지를 줄이는데, 40가구 아파트 1개동 외벽(950㎡)에 광촉매 페인트를 칠하면 연간 3.4㎏을 줄이는 효과를 얻을 수 있다고 합니다.

◆광촉매 물질은 이산화티타늄(TiO2)

출처=hellocharlie.com.au

광촉매(Photocatalyst)는 빛(Photo)과 촉매(Catalyst)의 합성어로, 빛을 쪼여주었을 때 화학반응을 촉진하는 물질입니다. 대표적으로 이산화티타늄(TiO2)이 있습니다. 이산화티타늄은 유해물질을 산화·분해하는 기능을 이용하여 환경 정화 즉 오염을 제거하고 항균·탈취하는 등의 효과를 내는 데 이용된다. 아울러 표면이 젖어도 물방울이 맺히지 않고 엷은 막을 만들어 내는 성질인 초친수성 기능을 응용하여 셀프크리닝 효과가 있는 유리와 타일, 청소기, 공기청정기, 냉장고, 도로 포장, 커튼, 벽지, 인공 관엽식물 등 다양한 제품에 적용되고 있습니다.

◆유해물질 청소기 광촉매 페인트의 발견

출처=어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)

2010년 체코의 나노기술 회사인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)의 수석 연구원인 얀 프로차카(Jan Prochazka)는 이산화티타늄(titanium dioxide)을 이용해 대기 중의 박테리아, 바이러스와 같은 유해물질을 분해하는 자가 청소능력이 있어 공기 청정에 탁월한 효과를 발휘하는 광촉매 도료 ‘FN’을 개발, 상용화에 성공했다고 발표했습니다. 광촉매 도료는 일본에서 처음 개발됐지만, 색의 지속성에 문제점이 있었습니다. 도료가 가루로 떨어진다는 것도 문제였습니다. 얀 박사는 미국 광업회사에서 연구원으로 일하다 체코로 돌아와 이 도료를 개발했다고 합니다.

이산화티타늄은 빛에 노출될 때 유기 혼합물을 분해할 수 있는 강력한 광촉매 물질로, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아 백색 안료로 많이 사용되는 제품인데요. 외벽 표면의 먼지와 박테리아, 유기 오염물을 예방하기 위한 코팅 물질로도 쓰이고 있습니다.

◆광촉매 페인트의 공기정화 원리

출처=https://sciencedatacloud.wordpress.com

광촉매 페인트가 칠해진 아파트 벽면에 미세먼지가 붙게 되면 그 속의 질소산화물이 광촉매제와 화학반응을 일으키게 되는데요. 이때 질소산화물은 없어지고 이산화탄소와 물이 배출됩니다. 질소산화물은 자동차 배기 가스에서 배출되는 성분으로 미세먼지를 일으키는 물질이기도 합니다.

광촉매 페인트는 무독성 친환경 도료로, 아파트 외벽뿐만 아니라 학교나 병원, 공항, 쇼핑몰 등 공공장소의 벽을 비롯한 외관에 칠하면 공기 청정에 도움을 줘 좀 더 맑은 공기를 마실 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있습니다. 미세먼지를 줄이는데 화학이 도움이 된다는 사실, 흥미롭지 않은가요?

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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