KR20210033791A - 그래핀과 광촉매의 항균작용을 이용한 항균 마스크 - Google Patents
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Abstract
그래핀 기반의 항균성 소재 및 이러한 항균성 소재를 이용한 항균성물질을 섬유에 도포하여 항균작용을 하게 하며 자외선을 이용해 살균력을 증진 시킬 수있다. 산화 그래핀 및 그 유도체들은 활성 산소 작용기들을 일정 범위 함유하고 있다. 이와 같은 산화 그래핀이 물에 대한 용해도는 생명공학 응용에 있어 굉장히 중요하다. 이러한 물질들의 용매에 대한 최대 용도는 용매의 극성과 표면 개질의 정도에 모두 의존한다. 최근의 보고에 따르면, 산화 그래핀과 그 유도체들은 제한적인 세포독성을 가진(또는 세포독성이 없는), 인간 또는 포유류의 세포 증식을 촉진하는 우수한 생체 적합성을 가진 물질로 알려져 있다. 이러한 특성은 우리가 신체에는 영향이 미미하고 세균에 민감한 응용 등에 사용하도록 만들고 있다. 마스크에 적용시 폴리 에스테르나 나일론 섬유에 산화 그래핀이나 산화 티타늄을 바인다로 함침시키고 마이크로 필터를 덮개로 하여 가루가 입으로 들어가지 않도록 한다. 마스크 아래위로 탄력이좋은 투명관에 자외선 LED를 넣어 강력 소독이 되도록 하고 착용시에는 인체에 영향을 미칠 수 있으므로 자동으로 꺼질 수 있도록 광센서를 부착 한다.
Description
그래핀, 마스크, 항균작용, 광촉매.
균은 우리 주변 도처에 존재하고 있다. 특히, 우리가 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 전화기, 핸드폰, 바닥재, 냉장고, 에어콘, 가습기, 장난감, 벽지 및 각종 가스 킷트 등은 각종 세균류 및 곰팡이 등이 번식하기 쉬워 악취를 발생하기도 하며, 심지어는 인체에 유해한 세균이 번식하여 각종 질병을 유발하기도 하고, 병원성 대장균에 의한 식중독, 목욕탕에서 발생하는 폐렴을 일으키는 지오넬라균 등의 심각한 사회문제를 발생하기도 한다. 따라서 이를 방지하기 위한 고기능성 항균물질이 요구되며, 현재까지 이러한 항균물질들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 항균물질은 크게 무기 화합물과 유기 화합물로 분류할 수 있는데, 유기물질을 항균물질로 많이 사용했는데 이러한것이 세균의 저항력을 더 키우게 된 원인이므로 이 발명에서는 무기물의 대표적인 산화그래핀을 재료로 항균 마스크를 만들고자 하였다.
이에 본 발명은 종래의 이산화티타늄 보다 우수한 광촉매 박막을 개발하고자 노력하던 중, 이산화티타늄에 그래핀 산화물이 결합된 새로운 광촉매를 고안하고 공기 정화용 조성물로 활용하고자 본 발명을 완성하였다. 따라서 본 발명의 목적은 가시광 영역에서 휘발성 유기화합물(VOCs)에 우수한 광분해 반응 효율을 나타내는 새로운 형태의 광촉매를 포함하는 공기 정화용 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 공기 정화용 조성물을 증착한 기판을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 상기 공기 정화용 조성물을 이용한 휘발성 유기화합물의 제거방법을 제공하는 것이다
그래핀 용액(그래핀 95％ 이상에 물과 에탄올을 섞고 계면활성제 등을 추가하여 분산시켜서 구성한 용액)에 이산화티타늄의 효능을 나타내고자 그래핀 용액에 이산화티타늄 용액(광촉매 용액) 넣어 혼합 하여서 구성한 폴리머 그래핀 용액에 관한 것이다. 최근 그래핀 기반 물질들의 생물학적 응용에서 강한 항균성을 나타내고 있어 본 발명에서는 그래핀 산화물을 광조사(특히, UV를 이용하여 광조사)한 경우, 그래핀 산화물의 항균 효과가 크게 증가함을 확인함으로써, 본 발명을 생각하게 되었다. 고체 산화 그래핀의 양이 20mg이 넘어가면 균1과 균2에서 모두 효과가 있다. 액체는 산화 그래핀의 농도가 옅어 효과가 없는 것으로 보인다. 즉 앞에서 언급한 액체 산화 그래핀의 농도 6.8%에는 액체 산화 그래핀 0.5ml에 고체 산화 그래핀 3.4mg이 들어 있다. 6.8% 액체 산화 그래핀의 항균 작용은 고체 산화 그래핀 2mg의 항균작용과 유사하다.
본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매는 저비용 용액 공정의 기술을 사용하여 박막을 유리판 위에 용이하게 제조할 수 있으며, 높은 광 투과도와 안정성을 가지고, 자외선 영역뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛에서도 높은 광분해 효율을 나타내고, 자기 정화용 메틸렌 블루 분해 실험에서 공기 중의 휘발성 유기화합물인 메틸렌 블루에 대하여 높은 분해 효율을 나타냄으로써, 기상 오염물 분해 광촉매로서 자동차 실내공기질 정화용을 포함하는 공기 정화용 광촉매로서 유용하게 사용될 수 있다. 산화 그래핀의 항균작용을 좀 더 정확하게 확인하기 위해 고체 배지 위에 페드리 접시의 절반에는 산화 그래핀을 넣고 나머지 절반에는 산화 그래핀을 넣지 않고 실험하였다. 그런 다음 산화 그래핀이 있는 쪽과 없는 쪽 양쪽에 균을 동일하게 떨어뜨렸다. 이때 산화 그래핀을 떨어뜨린 쪽은 대장균이 없었고, 산화 그래핀이 없는 쪽은 균의 번식이 육안으로 확인되었다
도면1은 본발명의 실시예
그래핀 기반의 항균성 소재 및 이러한 항균성 소재를 이용한 항균성물질을 섬유에 도포하여 항균작용을 하게 하며 자외선을 이용해 살균력을 증진 시킬 수있다. 산화 그래핀 및 그 유도체들은 활성 산소 작용기들을 일정 범위 함유하고 있다. 이와 같은 산화 그래핀이 물에 대한 용해도는 생명공학 응용에 있어 굉장히 중요하다. 이러한 물질들의 용매에 대한 최대 용도는 용매의 극성과 표면 개질의 정도에 모두 의존한다. 최근의 보고에 따르면, 산화 그래핀과 그 유도체들은 제한적인 세포독성을 가진(또는 세포독성이 없는), 인간 또는 포유류의 세포 증식을 촉진하는 우수한 생체 적합성을 가진 물질로 알려져 있다. 이러한 특성은 우리가 신체에는 영향이 미미하고 세균에 민감한 응용 등에 사용하도록 만들고 있다. 마스크에 적용시 폴리 에스테르나 나일론 섬유에 산화 그래핀이나 산화 티타늄을 바인다로 함침시키고 마이크로 필터를 덮개로 하여 가루가 입으로 들어가지 않도록 한다. 마스크 아래위로 탄력이좋은 투명관에 자외선 LED를 넣어 강력 소독이 되도록 하고 착용시에는 인체에 영향을 미칠 수 있으므로 자동으로 꺼질 수 있도록 광센서를 부착 한다.
생략.
Claims (1)
- 도포함으로써 일상 생활 영역에서 증식하는 박테리아의 양을 최소화할 수 있다. 본 발명에서는 항균 마스크에 적용하여 항균작용을 극대화 시키려고 했지만 항균 붕대, 항균 밴드, 항균 의료 물품, 항균 과일 포장지, 항균 꽃 포장지, 항균 벽지, 항균 장판 및 항균 타일 등에 적용될 수 있다.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114027320A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-02-11 | 上海金铎禹辰水环境工程有限公司 | 一种石墨烯抗菌材料及其制备方法和应用 |
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2019
- 2019-09-19 KR KR1020190115525A patent/KR20210033791A/ko unknown
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