KR102514408B1 - 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치 - Google Patents

전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 부재를 인체 피부에 부착하고 주위 전자기파에 의한 인체 정전기에 의해 발생한 전류를 정류기를 통해 정류하여 차단부를 대전시킴으로써 병원체에 전기적 척력을 인가하여 인체 유입 방지 효과를 기대하는 내용이다. 본 발명은 전자기파에 기반한 인체정전기 에너지 하베스팅을 통해 차단부 표면을 대전시켜 바이러스, 박테리아 등 병원체에 전기적 힘을 인가하여 인체로의 병원체 유입을 원천 차단하는 기술이다.

Description

전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치 {PATHOGEN BLOCKING APPARATUS USING BODY ELECTROSTATICS BASED ON ELECTOMAGNETIC WAVE}
본 발명은 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전자기파 기반 인체정전기 에너지 하베스팅을 이용한 바이러스, 박테리아 등 병원체의 침입을 막는 선제적 대응 기술을 소개한다.
최근 세계적으로 대유행하고 있는 COVID-19 바이러스와 같은 RNA 바이러스는 쉬운 RNA 변이 및 종간 감염을 통해 더욱 치명적인 변종이 나타날 것으로 예상되고 있다. 이 같은 병원체는 맞춤형 백신 개발이 필요하며 많은 경제적 비용이 발생할 뿐만 아니라 수년의 백신 개발기간 동안 새로운 변종이 발생 가능하다. 또한 박테리아는 많은 항생제에 내성을 갖는 슈퍼 박테리아가 출현하여 백신, 치료제, 항생제 등 기존 병원체 대응 전략의 한계가 부각된다.
사회적 거리두기는 인적, 물적 교류의 차단에 따른 많은 경제적 사회적 문제를 발생시키며, 마스크 등의 기존 선제적 대응 기술은 병원체 차단이 보장되지 않으며 병원체가 마스크 위에 잔류하며 수일동안 생존하는 것이 보고되어 접촉에 따른 재감염의 위험이 있는 한계가 있다.
높은 효율의 병원체 차단을 위해 매우 촘촘한 필터를 사용할 경우 압력 손실이 커지고 호흡을 방해하여 실용성이 떨어지며 코로나 방전으로 필터에 전하를 대전시켜 포집하거나 사멸시키는 정전 필터 습기에 취약하여 수명이 하루 이내로 짧은 한계가 있다. 또한 공조를 통해 병원체를 포집 또는 사멸시키는 방법으로 전기 집진 방식이 개발되었으나 장비 소형화의 한계로 개개인에 적용하기 어려우며 병원체를 대전시키는 코로나 방전이 필요하므로 대기를 이온화하여 오존 등 생체 유해물질을 발생시키는 한계가 있다.
본 발명은 인체 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극현상에 기반한 인체정전기 에너지 하베스팅 기술을 응용하여 병원체에 전기적 척력을 작용시켜 침입 및 잔류를 막는 선제적 대응 기술을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치는, 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극 현상에 기반한 전류를 얻기 위한 전극 부재가 피부에 부착된 인체 정전기 생성부; 및 차단부를 포함하고, 상기 차단부는 제 1 전도성 부재; 부도체 부재; 및 제 2 전도성 부재를 포함하며, 상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재는 상기 부도체 부재의 양옆에 각각 배치되고, 상기 인체 정전기 생성부에서 생성된 전력을 이용하여 상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재로 전원을 공급하여 병원체를 차단 또는 포집한다.
상기 전극 부재는 전도성 부재로 이루어지거나 상기 전도성 부재의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재가 코팅된 형태로 이루어진다.
상기 전극 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어질 수 있다.
상기 차단부는 제 1 전도성 부재; 부도체 부재; 및 제 2 전도성 부재가 샌드위치 형태의 구조를 이룰 수 있다.
상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재는 서로 다른 전하로 대전된다.
병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 동일할 경우 병원체에 척력을 인가하여 병원체를 차단한다.
병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 상이할 경우 병원체에 인력을 인가하여 병원체를 포집한다.
상기 제 1 전도성 부재; 상기 부도체 부재; 및 상기 제 2 전도성 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어질 수 있다.
상기 인체 정전기 생성부에서 발생한 전류를 정류하는 정류기를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치는, 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극 현상에 기반한 전류를 얻기 위한 전극 부재가 피부에 부착된 인체 정전기 생성부; 및 차단부를 포함하고, 상기 차단부는 전도성 부재를 포함하며, 상기 인체 정전기 생성부에서 생성된 전력을 이용하여 상기 전도성 부재로 전원을 공급하여 병원체를 차단 또는 포집한다.
상기 전극 부재는 전도성 부재로 이루어지거나 상기 전도성 부재의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재가 코팅된 형태로 이루어진다.
상기 전극 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어질 수 있다.
병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 동일할 경우 병원체에 척력을 인가하여 병원체를 차단한다.
병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 상이할 경우 병원체에 인력을 인가하여 병원체를 포집한다.
상기 인체 정전기 생성부에서 발생한 전류를 정류하는 정류기를 추가로 포함할 수 있다.
상기 차단부는 전도성 부재; 및 상기 전도성 부재를 감싸는 부도체 부재로 이루어질 수 있다.
본 발명을 통해 기존의 병원체 대응 전략 및 선제적 대응 기술의 한계를 극복할 수 있는 원천 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치의 구성도를 도시한다.
도 2는 인체에 부착되는 전극 부재의 다양한 형태를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따라 병원체를 차단 또는 포집하는 차단부의 구조 및 원리를 도시한다.
도 4는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 차단부의 모습을 도시한다.
도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치의 모습을 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 전극 부재를 인체 피부에 부착하고 주위 전자기파에 의한 인체 정전기에 의해 발생한 전류를 정류기를 통해 정류하여 차단부를 대전시킴으로써 병원체에 전기적 척력을 인가하여 인체 유입 방지 효과를 기대하는 내용이다. 본 발명은 전자기파에 기반한 인체정전기 에너지 하베스팅을 통해 차단부 표면을 대전시켜 바이러스, 박테리아 등 병원체에 전기적 힘을 인가하여 인체로의 병원체 유입을 원천 차단하는 기술이다.
본 발명에서 병원체라고 하는 것은 병원체, 바이러스, 박테리아, 병원체를 포함한 에어로졸, 비말, 미세먼지, 입자 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.
전자기파는 인류의 생활환경에서 항상 존재하며 전자기기에서 발생하는 60 Hz 전자기파, 지구자기장, 라디오파, 통신에 사용하는 전자기파 등의 전자기파 에너지가 버려지고 있으며 풍부한 에너지원을 활용할 경우 다양한 응용이 가능하다. 인체는 유전물질(뼈, 표피 등)과 전도성물질(세포외기질, 체액 등)로 이루어져 전하를 저장할 수 있는 축전기(capacitor)의 특성을 가지고 전자기파가 인체(생체)에 인가될 경우 인체가 분극된다. 인체의 표피에 전극을 부착할 시 전자기파의 전위가 인체의 분극을 통해 전극에 전달되고 계속해서 달라지는 전위를 상쇄하기 위해 전극에 반대되는 전하가 유도되어 외부에 연결된 도선 및 부하를 통해 교류 전류가 흐르게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치의 구성도를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치는, 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극 현상에 기반한 전류를 얻기 위한 전극 부재가 피부에 부착된 인체 정전기 생성부(100); 및 차단부(200)를 포함한다. 차단부(200)는 제 1 전도성 부재(20); 부도체 부재(40); 및 제 2 전도성 부재(30)를 포함하고, 인체 정전기 생성부(100)에서 생성된 전력을 이용하여 상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재로 전원을 공급하여 병원체를 차단 또는 포집할 수 있다.
인체의 진피(15) 위의 표피(13)에 전극(10)을 부착할 경우 인체 주변에서 발생하는 전자기파에 따른 전위가 인체의 분극을 통해 전극(10)에 전달되고 계속해서 달라지는 전위차를 상쇄하기 위해 전극에 반대되는 전하가 유도되어 외부에 연결된 도선 및 부하를 통해 교류 전류가 흐를 수 있다.
전극 부재의 전극은 금, 은, 구리, 백금, 티타늄 등 금속성 소재, PEDOT:PSS, PEDOT, PANI (polyanilines) 등 전도성 폴리머 소재, polyacrylamide (pAAm) 등 하이드로젤, 그래핀, 탄소나노튜브 등 전도성 나노소재, 부도체 내에 전도성 소재가 포함된 전도성 복합체 등 전도성을 가지는 모든 소재가 적용 가능하며, 부도체나 섬유에 상기 전도성 소재가 코팅된 형태, 복합 형태, 혹은 상기 전도성 소재가 섬유화된 소재 모두 사용 가능하다.
인체 정전기 생성부(100)의 전극 부재(10)는 전도성 부재로 이루어지거나 상기 전도성 부재의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재가 코팅된 형태로 이루어질 수 있다. 도 2는 인체에 부착되는 전극 부재의 다양한 형태를 도시한다. 도 2에서 도시된 것처럼, 전극 부재는 전극(10) 그 자체로 이루어질 수도 있고, 전극 부재(11)의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재(12)가 코팅된 형태일 수도 있다. 한편, 이러한 전극 부재(10)는 전극 부재 유형 5 내지 8에서와 같이 메쉬 형태의 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우 전극 메쉬 사이에 기생 정전용량이 발생하여 동일 면적에서 가질 수 있는 정전용량보다 큰 정전용량을 가지게 되어 발생 전류의 크기를 크게 할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 병원체를 차단 또는 포집하는 차단부의 구조 및 원리를 도시한다. 도 3에서 도시된 것처럼, 차단부(200)는 제 1 전도성 부재(20); 부도체 부재(40); 및 제 2 전도성 부재(30)를 포함한다. 차단부는 구조 특성상 커패시터의 기능을 하며, 인체 정전기 생성부에서 생성된 전력을 이용하여 제 1 전도성 부재 및 제 2 전도성 부재로 공급된 전원을 이용하여 병원체를 차단 또는 포집하게 된다.
전도성 부재는 금, 은, 구리, 백금, 티타늄 등 금속성 소재, PEDOT:PSS, PEDOT, PANI (polyanilines) 등 전도성 폴리머 소재, polyacrylamide (pAAm) 등 하이드로젤, 그래핀, 탄소나노튜브 등 전도성 나노소재, 부도체 내에 전도성 소재가 포함된 전도성 복합체 등 전도성을 가지는 모든 소재가 적용가능하며, 부도체나 섬유에 상기 전도성 소재가 코팅된 형태, 복합 형태, 혹은 상기 전도성 소재가 섬유화된 소재 모두 사용가능함. 섬유, 필름, 벌크 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 부도체로 이뤄진 소재에 전도성 소재를 코팅할 경우 코팅 방식에는 제한이 없다.
부도체 부재는 상기 전도성 부재를 제외한 폴리머, 세라믹, 산화물, 셀룰로오스 등 일반적으로 전도성을 가지지 않는 것으로 판단되는 모든 부도체가 사용될 수 있으며 섬유, 필름, 벌크 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 부도체 부재에 상기 전도성 부재가 코팅된 형태나 복합된 형태도 가능하며 방식에는 제한이 없다.
도 3에서 보는 것처럼, 상기 제 1 전도성 부재(20) 및 상기 제 2 전도성 부재(30)는 상기 부도체 부재(40)의 양옆에 각각 배치되며, 제 1 전도성 부재(20); 부도체 부재(40); 및 제 2 전도성 부재(30)가 샌드위치 형태의 구조를 이룰 수 있다. 이 경우 제 1 전도성 부재 및 제 2 전도성 부재는 서로 연결되어 단락되어서는 안되며 단락 방지를 위해 부도체 부재가 배치된다. 그리고 제 1 전도성 부재, 부도체 부재 및 제 2 전도성 부재 모두 서로 이격되어 배치될 수도 있다. 또한, 제 1 전도성 부재, 제 2 전도성 부재만이 사용되어 서로 이격되어 배치될 수도 있다.
한편, 제 1 전도성 부재(20) 및 제 2 전도성 부재(30)는 서로 다른 전하로 대전되어 어느 하나가 (+) 전하를 띠면, 나머지는 (-) 전하를 띠게 된다.
도 3에서 도시된 것처럼, 병원체를 포함한 에어로졸이 다가온다고 가정할 경우, 에어로졸이 다가오는 방향에 배치된 제 1 전도성 부재(20)의 극성에 따라 병원체가 차단 또는 포집되게 된다. 예를 들어 병원체가 양전하를 띠는 경우, 제 1 전도성 부재(20)의 극성이 (+)로 대전된 경우 병원체에 척력을 인가하여 병원체를 차단하게 되고, 제 1 전도성 부재(20)의 극성이 (-)로 대전된 경우 병원체에 인력을 인가하여 병원체를 포집하게 된다. 이 경우 제 2 전도성 부재(30) 방향에서 병원체가 접근하는 경우 제 2 전도성 부재의 극성에 따라 병원체를 차단 또는 포집하게 되는 것은 당연하다.
정리하면, 병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 동일할 경우 병원체에 척력을 인가하여 병원체를 차단하고, 병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 상이할 경우 병원체에 인력을 인가하여 병원체를 포집하게 된다.
병원체의 전기적 특성에 따라 각 전도성 부재에 대전되는 전하의 종류는 서로 뒤바뀔 수 있으며 목적에 따라 제 1 전도성 부재에 병원체 및 병원체 입자가 가지는 전하와 반대되는 전하를 대전시켜 포집하거나 제 2 전도성 부재에 병원체 및 병원체 입자와 동일한 전하를 대전시켜 척력을 인가할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 차단부의 모습을 도시한다. 도 4에서와 같이 차단부의 제 1 전도성 부재; 부도체 부재; 및 제 2 전도성 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어질 수 있으며, 효율적인 사멸 및 포집을 위해 적층 구조를 이룰 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인체 정전기를 이용한 병원체의 사멸 장치는, 인체 정전기 생성부에서 발생한 전류를 정류하는 정류기(300)를 추가로 포함할 수 있다. 정류기는 브릿지 정류기 또는 기타 다른 정류 회로의 적용이 가능하다.
추가적으로 본 발명의 실시예에 따른 인체 정전기를 이용한 병원체의 사멸 장치는, 안정적인 전위 유지를 위해 커패시터(400)가 정류기 및 사멸 장치 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치를 설명하도록 하겠다. 추가적인 실시예는 위에서 설명한 실시예와 차단부의 형태만 다를 뿐 모두 동일하므로 동일한 내용에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치의 모습을 도시한다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치는, 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극 현상에 기반한 전류를 얻기 위한 전극 부재가 피부에 부착된 인체 정전기 생성부(100); 및 차단부(200)를 포함하고, 차단부는 전도성 부재로만 이루어지거나(도 5의 우측 모습) 또는 전도성 부재를 감싸는 부도체 부재를 포함(도 5의 좌측 모습)할 수도 있다.
상기 전극 부재는 전도성 부재로 이루어지거나 상기 전도성 부재의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재가 코팅된 형태로 이루어질 수 있고, 상기 전극 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 인체 정전기 생성부에서 발생한 전류를 정류하는 정류기를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 안정적인 전위 유지를 위해 추가적으로 커패시터도 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치는 마스크, 방호복, 장갑 등 바이러스 차단 및 포집을 위한 개인용 의복이나, 실내외 공기에서 바이러스를 차단하거나 포집하는 공조 장치 등에 활용이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극 현상에 기반한 전류를 얻기 위한 전극 부재가 피부에 부착된 인체 정전기 생성부; 및 차단부를 포함하고,
    상기 차단부는 제 1 전도성 부재; 부도체 부재; 및 제 2 전도성 부재를 포함하며,
    상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재는 상기 부도체 부재의 양옆에 각각 배치되고,
    상기 인체 정전기 생성부에서 생성된 전력을 이용하여 상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재로 전원을 공급하여 병원체를 차단 또는 포집하며,
    상기 전극 부재는 전도성 부재로 이루어지거나 상기 전도성 부재의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재가 코팅된 형태로 이루어지고, 상기 전극 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어져 있고,
    인체 주변에서 발생하는 전자기파에 따른 전위가 인체의 분극을 통해 상기 전극 부재에 전달되고 계속해서 달라지는 전위차를 상쇄하기 위해 전극에 반대되는 전하가 유도되어 전류가 발생되는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는 제 1 전도성 부재; 부도체 부재; 및 제 2 전도성 부재가 샌드위치 형태의 구조를 이루는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 부재 및 상기 제 2 전도성 부재는 서로 다른 전하로 대전되는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 동일할 경우 병원체에 척력을 인가하여 병원체를 차단하는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 상이할 경우 병원체에 인력을 인가하여 병원체를 포집하는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 부재; 상기 부도체 부재; 및 상기 제 2 전도성 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어진,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 인체 정전기 생성부에서 발생한 전류를 정류하는 정류기를 추가로 포함하는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  10. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치를 포함한, 마스크.
  11. 주변에서 발생하는 전자기파에 의한 인체의 분극 현상에 기반한 전류를 얻기 위한 전극 부재가 피부에 부착된 인체 정전기 생성부; 및 차단부를 포함하고,
    상기 차단부는 전도성 부재를 포함하며,
    상기 인체 정전기 생성부에서 생성된 전력을 이용하여 상기 전도성 부재로 전원을 공급하여 병원체를 차단 또는 포집하고,
    상기 전극 부재는 전도성 부재로 이루어지거나 상기 전도성 부재의 윗면 또는 아랫면 중 어느 하나 이상에 부도체 부재가 코팅된 형태로 이루어져 있고, 상기 전극 부재는 메쉬 형태의 구조로 이루어져 있으며,
    인체 주변에서 발생하는 전자기파에 따른 전위가 인체의 분극을 통해 상기 전극 부재에 전달되고 계속해서 달라지는 전위차를 상쇄하기 위해 전극에 반대되는 전하가 유도되어 전류가 발생되는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 동일할 경우 병원체에 척력을 인가하여 병원체를 차단하는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    병원체와 마주하는 전도성 부재의 극성이 병원체와 상이할 경우 병원체에 인력을 인가하여 병원체를 포집하는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 인체 정전기 생성부에서 발생한 전류를 정류하는 정류기를 추가로 포함하는,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 차단부는 전도성 부재; 및 상기 전도성 부재를 감싸는 부도체 부재로 이루어진,
    전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치.
  18. 제 11 항, 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 전자기파 기반의 인체 정전기를 이용한 병원체의 차단 장치를 포함한, 마스크.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101809834B1 (ko) * 2016-05-04 2017-12-15 연세대학교 산학협력단 마찰전기 자가발전소자 및 그 제조 방법
KR102122952B1 (ko) * 2018-11-06 2020-06-15 주식회사 제이알유니버셜 기능성 속옷
KR102140939B1 (ko) * 2018-11-13 2020-08-04 조선대학교산학협력단 섬유형 마찰전기 발전 소자, 이를 이용하여 직조된 직물 및 섬유형 마찰전기 발전 소자의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160004280U (ko) * 2015-06-04 2016-12-14 강규진 마스크

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101809834B1 (ko) * 2016-05-04 2017-12-15 연세대학교 산학협력단 마찰전기 자가발전소자 및 그 제조 방법
KR102122952B1 (ko) * 2018-11-06 2020-06-15 주식회사 제이알유니버셜 기능성 속옷
KR102140939B1 (ko) * 2018-11-13 2020-08-04 조선대학교산학협력단 섬유형 마찰전기 발전 소자, 이를 이용하여 직조된 직물 및 섬유형 마찰전기 발전 소자의 제조 방법

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