새로운 표백 기술: 청색 LED 빛 조사로 섬유의 누런 얼룩 제거
- 기술 / 문광주 기자 / 2025-09-15 09:24:25
3분 읽기
- 누런 얼룩은 스킨케어 제품, 피지, 땀에서 유래하는 지방산인 스쿠알렌 등에 의해 발생
- 대기 중 산소와 결합된 가시광선인 청색광을 사용하여 광표백 과정을 진행
- 공기 중 산소가 분자 내 화학 결합을 끊어 광화학적 표백 과정을 촉진하는 것으로 확인
- 청색 빛은 과산화수소와 자외선보다 면의 노란색 얼룩을 훨씬 더 밝게 했다
- 색깔 있는 옷은 어떻게 될까? 연구 중
땀과 음식물 찌꺼기는 세탁 후에도 옷에 누런 얼룩을 남길 수 있으며, 이는 옷에 악영향을 미친다. 이러한 누런 얼룩은 스킨케어 제품, 피지, 땀에서 유래하는 지방산인 스쿠알렌과 올레산에 의해 발생한다. 또한, 오렌지, 토마토, 기타 과일과 채소에 함유된 베타카로틴, 리코펜, 베타-크립토잔틴과 같은 천연 색소 또한 이러한 잘 지워지지 않는 얼룩을 남길 수 있다.
새로운 표백 기술 개발
과산화수소나 드라이클리닝 용제와 같은 표백제는 누런 얼룩을 제거할 수 있다. 하지만 이러한 화학 물질은 환경에 유해하며 표백을 위해 추가적인 열이 필요하다. 따라서 모든 직물, 특히 실크와 같은 섬세한 직물에는 적합하지 않다. 태양의 자외선도 천연 표백제로 사용할 수 있지만, 섬세한 직물을 손상시킬 수 있다.
일본 기업 아사히 카세이의 스가하라 토모히로(Sugihara Tomohiro)와 요네다 히사나리(Yoneda Hisanari)는 누런 얼룩을 제거하는 더욱 순한 표백법을 개발했다. 스가하라는 "우리의 방법은 산화제 역할을 하는 대기 중 산소와 결합된 가시광선인 청색광을 사용하여 광표백 과정을 진행한다"며 "이 방법은 기존 표백법에서 일반적으로 사용되는 독한 화학 산화제 사용을 피할 수 있어 본질적으로 더욱 지속 가능하다"고 설명했다.
청색 LED 광을 이용한 미백
연구진은 먼저 의류 보관 과정에서 생성될 수 있는 테트라부틸스틸베네퀴논(TBSQ)으로 만든 황변 수지 폴리머와 천연 색소 분자인 베타카로틴(β-carotene), 리코펜(Lycopene), 스쿠알렌에 이 기술이 얼마나 효과적인지 시험했다. 이 순수 물질에 파장 445nm(나노미터),1.25W/㎠의 고강도 청색 LED 광을 각각 3시간씩 조사했다.
후속 검사에서 모든 샘플에서 색이 사라진 것을 발견했다. 청색광은 황색 물질을 표백하여 무색 화합물로 전환시킨 것이다. 분광 분석 결과, 공기 중 산소가 분자 내 화학 결합을 끊어 이러한 광화학적 표백 과정을 촉진하는 것으로 확인되었다. 청색광이나 산소만으로는 표백에 충분하지 않았으며, 두 가지가 결합되어야만 색이 사라졌다.
청색광은 다른 표백제보다 우수
하지만 섬유에도 효과가 있을까? 이를 확인하기 위해 스가하라(Sugahara)와 요네다(Yoneda)는 면직물에 스쿠알렌을 의도적으로 오염시켰다. 그런 다음, 오염된 직물에 열을 가하여 얼룩의 노화 과정을 시뮬레이션했다. 그런 다음 샘플을 10분 동안 처리했다. 일반적인 과산화수소 용액, 일반적인 자외선, 또는 청색 LED 빛을 사용했다. 또한 실크와 폴리에스터 직물에는 스쿠알렌을 첨가하고, 다른 면 직물에는 올레산, 오렌지 주스, 토마토 주스를 처리한 후 이 직물 샘플에 청색 빛을 조사했다.
결과:
LED 처리는 직물을 손상시키지 않고 모든 테스트 직물 샘플의 얼룩을 밝게 했다. 또한 청색 빛은 과산화수소와 자외선보다 면의 노란색 얼룩을 훨씬 더 밝게 했다. 분석 결과, 약 360nm 파장의 자외선은 실제로 새로운 노란색 화합물을 생성하는 것으로 나타났다.
색깔 있는 옷은 어떻게 될까?
연구진은 고강도 청색 LED 빛이 가정이나 세탁소에서 옷의 얼룩을 제거하는 데 유망한 지속 가능한 표백제라고 결론지었다. 그러나 스가하라와 요네다는 자신들의 방법을 경량 시스템으로 시장에 내놓기 전에 정확한 반응 메커니즘을 규명하고 유색 의류에도 영향을 미치지 않는지, 즉 오염 물질뿐만 아니라 원래 섬유의 기본 색상도 표백되거나 유지되는지 시험할 계획이다.
참고: ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2025; doi: 10.1021/acssuschemeng.5c03907
출처: American Chemical Society
- 누런 얼룩은 스킨케어 제품, 피지, 땀에서 유래하는 지방산인 스쿠알렌 등에 의해 발생
- 대기 중 산소와 결합된 가시광선인 청색광을 사용하여 광표백 과정을 진행
- 공기 중 산소가 분자 내 화학 결합을 끊어 광화학적 표백 과정을 촉진하는 것으로 확인
- 청색 빛은 과산화수소와 자외선보다 면의 노란색 얼룩을 훨씬 더 밝게 했다
- 색깔 있는 옷은 어떻게 될까? 연구 중
빛을 이용한 더러운 옷 세탁
청색 LED 빛 조사로 섬유의 누런 얼룩 제거
빛 세척:
새로운 연구에 따르면 섬유의 잘 지워지지 않는 누런 얼룩은 고강도 청색 LED 빛을 조사하여 제거할 수 있다. 연구진은 다양한 섬유에 묻은 오렌지 주스, 토마토 주스, 땀과 같은 물질로 인한 얼룩을 제거하여 이 청색광 세척법의 효과를 입증했다. 실크처럼 섬세한 섬유도 이 방법으로 세탁할 수 있다.
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| ▲ 땀은 옷에 끈적끈적한 노란색 얼룩을 남길 수 있다. |
땀과 음식물 찌꺼기는 세탁 후에도 옷에 누런 얼룩을 남길 수 있으며, 이는 옷에 악영향을 미친다. 이러한 누런 얼룩은 스킨케어 제품, 피지, 땀에서 유래하는 지방산인 스쿠알렌과 올레산에 의해 발생한다. 또한, 오렌지, 토마토, 기타 과일과 채소에 함유된 베타카로틴, 리코펜, 베타-크립토잔틴과 같은 천연 색소 또한 이러한 잘 지워지지 않는 얼룩을 남길 수 있다.
새로운 표백 기술 개발
과산화수소나 드라이클리닝 용제와 같은 표백제는 누런 얼룩을 제거할 수 있다. 하지만 이러한 화학 물질은 환경에 유해하며 표백을 위해 추가적인 열이 필요하다. 따라서 모든 직물, 특히 실크와 같은 섬세한 직물에는 적합하지 않다. 태양의 자외선도 천연 표백제로 사용할 수 있지만, 섬세한 직물을 손상시킬 수 있다.
일본 기업 아사히 카세이의 스가하라 토모히로(Sugihara Tomohiro)와 요네다 히사나리(Yoneda Hisanari)는 누런 얼룩을 제거하는 더욱 순한 표백법을 개발했다. 스가하라는 "우리의 방법은 산화제 역할을 하는 대기 중 산소와 결합된 가시광선인 청색광을 사용하여 광표백 과정을 진행한다"며 "이 방법은 기존 표백법에서 일반적으로 사용되는 독한 화학 산화제 사용을 피할 수 있어 본질적으로 더욱 지속 가능하다"고 설명했다.
청색 LED 광을 이용한 미백
연구진은 먼저 의류 보관 과정에서 생성될 수 있는 테트라부틸스틸베네퀴논(TBSQ)으로 만든 황변 수지 폴리머와 천연 색소 분자인 베타카로틴(β-carotene), 리코펜(Lycopene), 스쿠알렌에 이 기술이 얼마나 효과적인지 시험했다. 이 순수 물질에 파장 445nm(나노미터),1.25W/㎠의 고강도 청색 LED 광을 각각 3시간씩 조사했다.
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| ▲ 면(왼쪽)에 묻은 땀 얼룩을 파란색 LED 조명에 10분간 노출시켰더니 노란색이 눈에 띄게 줄어들었다(오른쪽). © Tomohiro Sugahara |
후속 검사에서 모든 샘플에서 색이 사라진 것을 발견했다. 청색광은 황색 물질을 표백하여 무색 화합물로 전환시킨 것이다. 분광 분석 결과, 공기 중 산소가 분자 내 화학 결합을 끊어 이러한 광화학적 표백 과정을 촉진하는 것으로 확인되었다. 청색광이나 산소만으로는 표백에 충분하지 않았으며, 두 가지가 결합되어야만 색이 사라졌다.
청색광은 다른 표백제보다 우수
하지만 섬유에도 효과가 있을까? 이를 확인하기 위해 스가하라(Sugahara)와 요네다(Yoneda)는 면직물에 스쿠알렌을 의도적으로 오염시켰다. 그런 다음, 오염된 직물에 열을 가하여 얼룩의 노화 과정을 시뮬레이션했다. 그런 다음 샘플을 10분 동안 처리했다. 일반적인 과산화수소 용액, 일반적인 자외선, 또는 청색 LED 빛을 사용했다. 또한 실크와 폴리에스터 직물에는 스쿠알렌을 첨가하고, 다른 면 직물에는 올레산, 오렌지 주스, 토마토 주스를 처리한 후 이 직물 샘플에 청색 빛을 조사했다.
결과:
LED 처리는 직물을 손상시키지 않고 모든 테스트 직물 샘플의 얼룩을 밝게 했다. 또한 청색 빛은 과산화수소와 자외선보다 면의 노란색 얼룩을 훨씬 더 밝게 했다. 분석 결과, 약 360nm 파장의 자외선은 실제로 새로운 노란색 화합물을 생성하는 것으로 나타났다.
색깔 있는 옷은 어떻게 될까?
연구진은 고강도 청색 LED 빛이 가정이나 세탁소에서 옷의 얼룩을 제거하는 데 유망한 지속 가능한 표백제라고 결론지었다. 그러나 스가하라와 요네다는 자신들의 방법을 경량 시스템으로 시장에 내놓기 전에 정확한 반응 메커니즘을 규명하고 유색 의류에도 영향을 미치지 않는지, 즉 오염 물질뿐만 아니라 원래 섬유의 기본 색상도 표백되거나 유지되는지 시험할 계획이다.
참고: ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2025; doi: 10.1021/acssuschemeng.5c03907
출처: American Chemical Society
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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