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스위스 연구진은 은(Ag)노-코팅된 직물이 세탁 시에 은을 얼마나 방출하는지에 대한 새로운 연구결과를 발표했다. 

은 코팅된 직물의 항균 특성들은 스포츠와 의학 분야에서 큰 관심을 끌고 있다. 스위스 연방재료연구소(Empa)는 서로 다른 은 코팅들이 세탁기에서 어떤 반응을 하는지를 조사했고, 중요한 특성을 발견했다. 나노코팅된 직물들은 일반적인 코팅을 가진 직물보다 세탁 시에 더 적은 나노입자를 방출한다. 

나노입자 코팅이 되어 있다면, 쉽게 벗겨지지 않는다. 적어도 이것은 은 코팅된 직물에서는 사실이다. 각 세탁 동안에, 직물로부터 특정 양의 은이 떨어져 나가서 폐수로 방출된다. 이번 연구진은 이런 폐수를 분석했고, 나노코팅된 직물들이 거의 나노입자를 방출하지 않는다는 것을 증명했다. 이것은 일반적인 코팅과 굉장히 반대되는 개념이다. 즉, 나노코팅된 은 직물들은 세탁 시에 더 적은 은을 일반적으로 방출한다. 이것은 상당히 적은 은이 나노코팅으로 섬유 속에 결합되기 때문이고, 일반적인 코팅을 가진 경우보다 항균 효과에 더 적은 양을 필요로 한다. 향후에 이런 특성이 왜 일어나는지를 분석해야 하고, 은 직물의 처리에 대해서 추가적으로 조사해야 할 것이다. 

순차적인 여과는 다양한 크기(>0.45 μm, < 0.45 μm, <0.1 μm, <10 kDa)로 방출되는 총 Ag를 정량화할 수 있게 한다. 입자의 특성은 TEM/EDX를 통해서 관찰되었는데, 이것은 Ag 변환 메커니즘에 대한 새로운 고찰을 제공한다. 기존의 Ag 첨가제는 더 많은 Ag 양을 가진다. 다양한 금속 Ag, AgCl, Ag/S 입자들은 직물 속의 초기 Ag 종 형성에 따라서 세척 용액 속에서 발견되었다. 매우 유사한 입자들은 용해된 이온성 Ag를 세제 속에 직접 추가할 때 관찰되었다. 

모든 은 직물들은 동일한 방식으로 반응한다. 이것은 그들이 나노-코팅되든지 아니면 기존의 코팅을 가지는지에 관계가 없다. 이것은 나노-직물들이 기존의 은-코팅된 직물보다 더 엄격한 규제를 받지 않아야 하고, 나노-은을 위한 특별한 규정을 현재 논의해야 하는 이유이다. 

폐수 속의 은 입자의 중요성은 무엇일까? 노출된 은은 은 아황산염(silver sulphite)을 형성하기 위해서 공기 중의 소량의 황과 반응하고, 동일한 프로세스는 폐수 처리 설비에서 일어난다. 은 아황산염은 불용성이고, 침전조의 바닥으로 가라앉고, 이후에 하수 슬러지로 처리된다. 그래서 폐수 속의 어떤 은도 환경 속으로 유출되지 않는다. 은은 인체에 상대적으로 무독성이기 때문에 무해하다. 강한 발한(sweating)의 결과로서 은 입자들이 섬유에서 방출될지라도, 그들은 건강한 피부로 흡수되지 않는다. 

이런 연구들은 세제의 일부 활성 구성요소가 은의 형태를 변화시킬 수 있다는 것을 증명했다. 예를 들어, 세탁하기 전에, 이번 연구진은 은 이온, 즉 직물 속의 용해된 은을 검출했고, 세탁 후에 금속, 나노-은, 불용성 은 황화물과 같은 기타 은 화합물을 검출했다. 이번 연구팀은 은 직물이 다양한 세제와 어떻게 반응하는지를 향후에 조사할 예정이다. 

은 직물은 화학적 변형이 지속적으로 일어나는 수많은 은 화합물을 궁극적으로 포함한다. 심지어 제조 및 코팅 프로세스 동안에도, 외부 영향으로 인해서 직물 속의 은 입자의 조성이 변할 수 있다. 이 연구결과는 저널 ACS Nano에 “Presence of Nanoparticles in Wash Water from Conventional Silver and Nano-silver Textiles”라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/nn502228w). 

그림. 세탁 동안에 세척되는 은 코팅의 비율(청색)과 나노입자의 비율(적색). 나노은으로 코팅된 직물들은 기존의 코팅의 것보다 더 적은 나노입자를 방출한다. 

 

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2014-07-04


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