신선한 공기와 차가운 플라즈마는 병원 PPE 폐기물을 분해할 수 있습니다.

2023년 4월 24일

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작성자: Sarah McDaid, Heriot-Watt University

코로나19 팬데믹으로 인해 전 세계적으로 일회용 마스크 사용이 폭발적으로 증가했습니다. 이로 인해 병원 및 기타 의료 환경에서 이미 생성된 PPE 폐기물의 양이 늘어났습니다.

헤리엇-와트 대학교(Heriot-Watt University) 연구원들은 신선한 공기와 200W의 전력(소형 전자레인지와 거의 같은 전력)을 사용하여 일반 안면 마스크를 분해하는 공정을 개발했습니다.

팀의 연구 결과는 npj Materials Degradation 저널에 보고되었습니다.

Heriot-Watt University의 조교수인 Humphrey Yiu 박사는 "의료 분야의 PPE는 항상 폐기물 문제였습니다. 이는 대용량이고 ​​생물학적 유해 폐기물로 처리되어야 하므로 소각됩니다."라고 말했습니다.

"소각은 비용이 많이 들고 환경 친화적이지 않습니다. 장기간에 걸쳐 필요한 고온에 도달하면 많은 에너지를 사용하고 상당한 양의 오염 물질이 생성됩니다.

"우리는 소규모 저온 플라즈마 시스템이 팬데믹 이후 사용이 폭발적으로 증가한 일회용 안면 마스크를 저하시킬 수 있음을 입증했습니다. 마스크는 여전히 전 세계에서 널리 사용되고 있습니다.

"우리의 저전력 공기 플라즈마 방식은 4시간 만에 수술용 마스크의 품질을 효율적으로 저하시켜 마스크의 90%가 사라졌습니다."

Heriot-Watt 공기 플라즈마 시스템은 주전원으로 구동되며 마스크의 플라스틱을 에칭하여 결국 이산화탄소와 물로 변환하는 산소 원자가 풍부한 반응성이 높은 환경을 생성합니다.

복잡한 표면 연구를 전공한 마틴 맥쿠스트라(Martin McCoustra) 교수는 “플라즈마는 박테리아, 바이러스 등 생물학적 물질을 플라스틱처럼 쉽게 파괴해 표면 오염 제거에 이미 활용되고 있다”며 “이번 연구에서는 단순한 오염 제거를 넘어 실제로 표면을 깨뜨리는 데 성공했다”고 말했다. 폐기물을 더 오랫동안 더 높은 전력으로 플라즈마에 노출시켜 폐기물을 감소시킵니다."

소규모 시스템에는 한계가 있다고 연구진은 지적합니다. 험프리 유(Humphrey Yiu) 박사는 "마스크의 귀걸이는 매우 완고해서 9% 정도만 품질을 저하시킬 수 있었습니다."라고 말했습니다.

"현재 우리의 초점은 시스템을 확장하여 시스템이 병원 규모에서 작동할 수 있음을 입증하는 것입니다. 우리는 병원 병동이나 GP 실습실에 설치하거나 수백 명의 직원이 근무하는 병원 규모에서 작동할 수 있는 모델을 개발하고 싶습니다. 엄청난 양의 PPE를 폐기해야 합니다."

추가 정보: Mariano Marco Tobías 외, 오염된 PPE의 플라즈마 분해: 오염된 플라스틱 폐기물을 처리하는 에너지 효율적인 방법, npj Materials Degradation(2023). DOI: 10.1038/s41529-023-00350-9

헤리엇와트대학교 제공