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TECHNOLOGY

OH 래디칼의 원리

OH(하이드록실 래디칼)이란?
대기의 정화제인 OH래디칼은 두가지 과정으로 만들어집니다. 첫번째는 성층권에서 고온과 고 UV에너지, 고 오존이 같이하는 환경에서 생성되며 이 경우 높은 농도의 OH래디칼이 만들어져서 지구상에서 만들어지는 각종의 유해가스를 사라지게 합니다. 두번째는 숲속에서 생성되는데, 숲에 들어갔을 때 느껴지는 향기물질인 식물성 테르핀오일과 자연에 존재하는 미량의 오존이 만나서 발생하며, 이것이 숲속에서 청정함을 느끼게 하는 원인 중의 하나입니다. OH래디칼은 천연정화물질로 강한 제균력(산화력 oxidation power) 을 가지고 있으며 대기를 스스로 정화합니다. 또한 OH래디칼은 다세포 생물의 경우 효소 기전에 의해 생체 외부에서 내부로 들어가기 어렵고 이에 따라 인체에는 무해합니다. 일반 대기중의 OH농도는 200,000 – 8,000,000개/cc입니다.
공기살균과 OH 래디칼
각종의 세균을 살균하려면 세균, 바이러스를 없애는 메커니즘이 있어야 하는데, OH래디칼은 반응력이 커서 세균, 바이러스에 빠르게 결합하고 동시에 빠르게 H원자를 뺏어 결합하는 과정에서 무력화시키고 사라집니다. OH래디칼은 무해하면서도 높은 반응성을 갖고 있습니다. VOC 등 유해가스의 경우 OH래디칼은 연쇄반응을 통해서 이러한 유해가스를 없애주며, 균, 바이러스의 경우 단일반응으로 무력화합니다.
OH래디칼의 산화반응이 오존의 그것에 비해 10억배 더 빠르며 13배 이상 더 효과적입니다.

전자공고
Oxidizing Agent Electrochemical
Oxidation
Potential. (EOP)V 		EOP Relative to
Chlorine
Flourine.(유독성) 3.06 2.25
Hydroxyl Radical 2.80 2.05
Oxygen(Atomic) 2.42 1.78
Ozone 2.08 1.52
Hydrogen Peroxide 1.78 1.30
Hypochlorite 1.49 1.10
Chlorine 1.36 1.00
Chlorine Dioxide 1.27 0.93
Oxygen(Molecular) 1.23 0.90

[OH래디칼 포함 각종 산화제들의 반응성 비교표 - 자료출처 : University of Southern California]

웰리스의 OH래디칼 발생 기술
웰리스 공기제균 청정기는 기존의 필터방식의 공기청정기와는 청정원리가 다른 OH래디칼 발산형의 '신개념 공기 제균 청정기(Indoor Air Quality Solution'입니다.
Wellis의 자연 대기정화 방식으로 유럽에서 군사방어기술로 이용하였으며, 1990년대 이후부터 유럽의 병원에서 사용하였으나 양산화 기술이 부족한 것을 웰리스에서 양산화에 성공하였습니다. 미량의 오존(O3)과 카트리지의 테르핀 오일을 반응시켜 자연상태와 동일한 메커니즘으로 OH 래디칼을 생성하는 세계 유일의 공기 제균 기술입니다.
OH 래디칼의 살균 메커니즘
OH가 균이나 바이러스 표면 세포의 단백질로부터 H(수소)를 뺏어서 단백질 구조를 파괴하여 살균하는 원리로 OH는 뺏은 수소와 결합해서 공기 중에 H2O(물)로 환원하게 됩니다.
즉, 자연에서 생성되는 OH를 어떻게 하면 실내에서 인공적으로 최대한 많은 양의 OH를 생성할 수 있는 것이 살균 기술의 핵심입니다. 웰리스 제품은 8,000,000개/cc 이상의 oh래디칼을 계속적으로 발생시킵니다.
OH 래디칼과 식물(과일과 채소) 노화방지에 대한 효능
OH 래디칼은 산화력이 뛰어난 물질로, 짧은 시간 안에 오염물질을 무해한 물질로 분해해 줍니다.
과일 및 채소 저장소 및 공급망에서 발생하는 에틸렌 가스는 농산물의 부패 및 유독한 중간물질 생성을 촉진 시키기 때문에 취급에 주의를 기울여야 합니다.
농산물 저장소에서 OH 래디칼을 생성하는 고급산화 공정은 유독한 중간물질 축적 억제 및 식물의 노화를 방지 시키기 위한 해결책으로 사용될 수 있습니다.
멜론과 고추를 챔버에서 OH 래디칼을 생성하여 15시간 동안 농작물에 노출 시킨 결과, 고급산화 공정 전/후를 비교할 때 곰팡이 균수와 에틸렌 농도가 두드러지게 감소함을 확인 할 수 있었습니다.

에틸렌 제어와 OH 래디칼 효능

1. 에틸렌은 OH 래디칼을 사용하는 고급 산화공정(AOP) 방식을 통해 제어됨.

2. OH 래디칼(산화력 ↑ )은 짧은 시간 안에 오염원과 반응하여 많은 유독가스 축적을 방지함

3. OH 래디칼에 대한 효능 실험 결과, 곰팡이 균과 VOC 및 에틸렌을 제거하는 것으로 나옴

챔버 구분 테스트 전 테스트 후
멜론 에틸렌 농도(1.4~3.4ppm) 에틸렌 농도(0.6~1.3ppm)
고추 균수(179 CFU) 균수(25 CFU)
비고 발생된 에틸렌 기체의 분석을 위해 열처리 공법과 Gas Chromatography with Mass Spectrum(CGMS) 방식 사용

그림. 식물 세포에서 신호의 전송 및 변환 과정

출처: 국제 환경농업학술지 IJOEAR(International Journal of Environmental & Agriculture Research)에 실린 논문에서 발췌
https://ijoear.com/issue-detail/issue-october-2022



위의 실험 결과와 같이, OH 래디칼은 과일과 채소의 부패에 기인하는 에틸렌과 곰팡이 균을 제거해 주어 제품의 신선도와 영양소를 유지해줍니다.
또한 부패 과정에서 발생 할 수 있는 유독 중간 생성물을 무해한 물질로 분해하여 유독물질의 축적을 막아줍니다.

참조 사례1. 멕시코 사과농장

왼쪽 사과는 재배 후 저장창고에서 2주동안 Wellisair제품을 사용하여 보관한 모습입니다.
오른쪽 사과는 Wellisair제품과 함께 1주일 동안 보관하였고, 또 다른 1주일은 Wellisair제품 없이 보관하였다.
같은 조건의 창고에서 실험을 진행한 결과, 왼쪽 사과는 2주가 경과해도 거의 같은 신선도를 유지했고, 오른쪽 사과는 색깔로 봤을 때 덜 신선하고 표면 또한 물러졌습니다.
OH래디칼이 과일의 숙성에 영향을 미치는 에틸렌(가스)을 제거하여 과일의 신선도가 오랫동안 유지되는 것으로 입증되었습니다.

참조 사례2. 충남 보은삼가대추농원 김홍복대표 리뷰

저온 창고에서 7~10일의 보관기간 이후의 생대추는 곰팡이 등의 여러 균들로 물러지거나 변질되어 생대추로서의 상품성이 떨어지므로 건대추로 건조하여 판매가 되는데,
OH래디칼 제품을 설치한 뒤 약 2주가 지난 후 확인 했을 때 곰팡이 등의 균의 감염을 거의 확인 할 수 없었고 신선도가 유지되어 있었습니다.
생대추를 집어서 손으로 눌러봤을 때의 촉감과 먹어봤을 때의 식감, 맛 또한 막 저온 창고에 보관을 시작했을 때와 거의 유사했습니다.
일반적인 저온 창고 보관 기간(7~10일)이 지난 후에도 곰팡이 등에 의한 변질 없이 신선도가 유지되는 것이 많이 놀라웠고 많은 농가에 도움이 될 것으로 보입니다.