Air pollution has wreaked havoc on ecosystem including human’s life widely. Specifically, particulate matter (PM) have induced growing adverse effects on public health, also threatening ecosystems. Various efforts have been made to reduce the generation of fine dust or to remove it from the air. To effectively remove particulate matter (PM), nanofibrous membrane from the electrospinning has been investigated. In particular, polymer nanofiber membranes have been widely studied to mitigate the aftermath of PM pollution, attributed to their versatile tunability and excellent filtration property. However, most research of fibrous membrane as an air filter have mainly concentrated on removing PM well. Although there are newly functionalized fibrous membrane such as reusable and washable filter or self-powered filter by utilizing triboelectricity and so on, few attempts to alleviate air resistance exist. In this study, membrane composed of porous polyacrylonitrile(PAN) fibers were obtained to capture PM tellingly. The porosity and permeability of fibrous membrane was controlled with ratio of secondary polymer in electrospinning precursor to understand relationship among air resistance, permeability and porosity. The Porous PAN membranes composed of porous PAN nanofibers exhibit superior air permeability and porosity compared to Pure PAN membrane composed of nonporous PAN fibers. It will enable us to design and manipulate the optimized porous membrane structure with an excellent quality factor to effectively eliminate PM.
공기 오염은 삶의 질뿐만 아니라 생태계를 전반적으로 위협하고 있다. 특히, 미세먼지는 공기 오염 중에서도 사람들의 삶에 악영향을 끼치는 중요 요인이다. 미세먼지를 제거하기 위해서 다양한 방법들이 시도되어 왔고 그 중에서도 전기방사를 통해 제작한 섬유막을 활용한 연구가 현재까지 활발히 지속되고 있다. 하지만 대부분의 연구들이 미세먼지를 상당수 제거하는 점에 초점이 맞춰져 있다. 재사용이 가능하거나 정전기를 활용한 자가 구동방식 등의 새로운 기능을 가진 에어 필터가 발명되었지만 공기 저항을 개선하려는 시도는 많지 않다. 이번 연구에서는 폴리아크릴니트릴을 기반으로 하는 다공성 나노 섬유들로 구성된 막을 제작하여 미세먼지 제거에 활용했다. 전기방사 용액에 폴리비닐피롤리돈 고분자를 첨가함에 따라 변하는 섬유막의 공극율과 공기 투과도를 통해 공기 저항과의 관계를 알아보았다. 다공성 나노 섬유로 이루어진 막은 일반적인 고분자 섬유로 이루어진 막에 비해 높은 공기 투과도와 공극률을 보여주었다. 이는 추후에 에너지 효율면에서 이점을 갖는 우수한 미세먼지 제거막으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
