A Data-Driven Review of PVDF-Based Electrospun Nanofibrous Air Filters Using Bibliometric Analysis, Reported Experimental Data, and Machine-Learning Interpretation

초록

전기방사 나노섬유 필터는 높은 비표면적, 조절 가능한 기공 구조 및 기능성 첨가제 도입 가능성으로 인해 고성능 공기필터 소재로 활발히 연구되어 왔다. 특히 poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 기반 필터는 화학적 안정성, 소수성 및 일렉트릿 특성으로 주목받고 있다. 그러나 문헌별 제조 조건, 섬유 구조, 첨가제, 시험 유량, 면속도 및 입자 크기가 달라 여과 효율, 압력 손실 및 큐 팩터(quality factor, QF)를 직접 비교하는 데 한계가 있다. 본 리뷰에서는 Scopus 기반 서지분석과 별도로 구축한 PVDF 전기방사 필터 성능 데이터셋을 이용하여 통계 분석, 상관분석 및 머신러닝 보조 해석을 수행하였다. 총 73 개 연구를 선별하고, 수치형 여과 데이터를 추출하여 239 개의 행 단위 성능 기록을 구축하였다. 분석 결과, 개질 PVDF 필터는 순수 PVDF 필터보다 여과 효율이 유의하게 높았고 압력 손실 분포도 소폭 높았으나, QF 분포에는 유의한 차이가 없었다. 또한 QF는 여과 효율보다 압력 손실과 더 강하게 연관되었다. 이 결과는 PVDF 전기방사 공기필터의 QF가 소재 고유 성능만이 아니라 소재 조성, 섬유 구조, 제조 조건 및 여과 시험 조건이 함께 반영된 비교 지표임을 보여준다. 문헌 간 성능 비교를 위해서는 여과 효율, 압력 손실 및 QF와 함께 시험 유량, 면속도, 입자 크기 및 시험 에어로졸을 명확히 제시할 필요가 있다.

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