유해한 미세먼지(PMs)와 황사 혼합물로 인한 오염을 완화하기 위한 공기여과 기술은 지속적으로 개선되어 왔다. 그러나 PM2.5와 같은 유의미하게 작은 크기의 공기 중 오염물, 그리고 휘발성 유기화합물(VOCs)을 포함한 독성 가스는 여전히 대기 중에 잔존하며 인체 건강에 중대한 영향을 미친다. 따라서 공기 흐름으로 인한 유의미한 간섭 없이 다양한 공기 중 오염물질에 대해 빠른 검출과 높은 제거 효율을 제공하는 통합 여과 시스템의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 공기 중 PM2.5 및 독성 가스를 제거하기 위해 색도계(colorimetric) 다중 스케일 나노섬유(NF)/나노네트(NN) 막과 금속-유기 골격체(MOF)가 장식된 메쉬 기재를 결합한 하이브리드 공기여과 시스템을 설계하였다. 할로크로믹 염료(브로모크레졸 퍼플; BCP)를 폴리아크릴로니트릴 용액과 함께 전기방사하면, NF 사이에 거미줄과 같은 형태의 NN 네트워크가 자발적으로 형성되어 여과 효율이 크게 향상되며, 특히 품질 인자(quality factor) 0.0387 Pa−1을 갖는 120 nm 미만의 에어로졸 입자에 대해 현저하다. 또한 NF/NN 막 내 BCP 성분은 20 ppm 암모니아 가스에 노출될 때 5 s 이내에 초고속이면서 가역적인 색도계 센싱 특성을 보였다. 더불어 흡착성 UiO-66-NH2 MOF가 성장된 거대다공성 메쉬는 아세트알데히드 제거에 기여함과 동시에 압력 강하(pressure drop)를 무시할 수준으로 증가시키면서도 효율적인 막 지지체를 제공한다.

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