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코로나19를 2년간 겪어오면서 이제 마스크 착용은 자연스러운 일상이 되었죠. 습관처럼 쓰고 있는 마스크가 코로나 확산을 막는 데 지대한 공헌을 하고 있다는 사실은 이제 누구나 인정할 수밖에 없는데요. 그런데 왜 일반 마스크가 아닌 비말 차단용 혹은 보건용 마스크 착용을 권장하는 걸까요? 오늘은 우리 일상의 한 부분이 되어버린 마스크의 바이러스 차단 원리와 과학을 입고 날로 발전하는 마스크에 대해 자세히 살펴보도록 해요!

● 코랑 입만 가리면 된다? 마스크 필터의 정전기가 열일해야 바이러스 완벽 차단!

우리가 매일 쓰는 마스크가 바이러스를 차단하는 원리는 무엇일까요? 바이러스는 스스로 이동할 수 없고, 비말이나 접촉을 통해 이동이 가능한데요. 면 마스크는 호흡기를 보호하는 역할을 할 수는 있지만, 조직이 촘촘하지 않아 입자가 작은 비말을 차단하기는 어려워요. 그래서 미세한 비말 입자를 차단할 수 있는 KF(Korea Filter) 마스크 착용을 권장하고 있죠. 참고로 KF80 마스크는 평균 0.6㎛ 크기의 입자를 80% 이상 걸러내며, KF94 마스크는 평균 0.4㎛ 크기의 입자를 94% 걸러낼 수 있어요. (*머리카락 굵기가 약 100㎛)

마스크의 섬유 조직이 촘촘할수록 비말을 차단할 가능성은 더 크지만, 섬유를 여러 겹 덧대어 만들면 숨을 쉬기가 어렵다는 치명적인 단점이 있는데요. 이러한 문제를 해결하기 위해 KF 마스크의 겉감과 안감 사이에는 필터가 삽입되어 있어요. 마스크에 주로 사용되는 필터는 ‘멜트블로운(Melt-blown, MB) 필터’로 얇은 합성섬유가 여러 겹 가공되어 미세한 이물질을 차단하고, 초고압 전류를 이용해 정전 처리가 되어 자연적으로 정전기가 발생하는 특징을 갖고 있죠.

정전기 필터는 활동하지 않던 +, -전하에 반대 극성을 띤 입자가 닿으면 활성 상태로 바뀌면서 전력이 발생하는 정전기의 원리를 이용하고 있는데요. 즉, 정전기 필터에 고루 분포된 +, - 전하가 바이러스의 +, - 전하와 만나 자석처럼 척력(밀어내는 힘) 또는 인력(끌어당기는 힘)이 발생하며, 이로 인해 바이러스가 섬유조직에 흡착되는 거죠. 자석의 원리나 풍선이나 책받침으로 정전기를 일으키면 머리카락이 붙는 것과 비슷하다고 생각하면 쉬워요. 하지만 정전기는 습기에 약하기 때문에 물이 닿거나 호흡으로 인해 안쪽에 수분이 맺히게 되면 성능이 저하된다는 단점이 있어요. 따라서 여러 번 한 번 사용 후 새것으로 교체하는 것을 권장하고 있답니다.

● 과학을 입고, 마스크는 진화 중! 숨쉬기 편한 마스크부터 김서림 방지 마스크까지!

사실 오랜 시간 마스크를 착용하다 보면 불편한 부분이 한 두가지가 아닌데요. 우선 두꺼운 마스크 때문에 숨을 쉬기가 곤란해 답답함이 느껴진다는 게 가장 큰 문제죠. 이를 개선하기 위해 마스크 형태를 새부리처럼 입체적으로 만들어 입술에 마스크가 닿지 않고, 숨쉬기가 편한 마스크가 나오면서 큰 인기를 끌고 있어요. 또한 경량 소재를 적용해 통기성을 높이고, 탄력이 높고 넓적한 밴드를 적용해 귀의 통증을 줄이는 등 편의성을 더한 제품들이 꾸준히 출시되고 있답니다..

안경을 쓰는 분들은 마스크 탓에 김서림이 심해져 특히나 불편함이 클 텐데요. 최근 한국과학기술연구원(KIST)에서는 김서림 방지 표면처리 기술을 활용한 마스크 개발에 성공했어요. 마스크 앞면에 비말 물방울을 튕겨내는 초발수성 소재를 활용하고, 안쪽에는 흡습성을 갖춘 소재를 채용해 김서림 방지뿐 아니라 답답함을 줄이고, 피부 트러블을 막는 효과까지 볼 수 있어요. 뿐만 아니라 바이러스가 함유된 비말 입자가 내부로 흡입되는 것을 막아 감염 가능성 또한 낮출 수 있어 상용화가 된다면 편리함과 안전성, 두 마리 토끼를 잡을 수 있겠네요!

● 마스크, 환경 오염의 주범? 자연 분해와 재사용으로 친환경에 한걸음 더!

마스크 사용이 늘면서 환경오염 문제가 심각한 수준에 이르렀다는 소식, 많이들 들어 보셨을 거예요. 한 통계에 따르면 국내에서만 1년에 약 82억 개의 마스크가 소비되며, 플라스틱이 주원료로 사용되기 때문에 썩는 데는 무려 450년이 걸리다고 해요. 문제의 심각성을 인지하고, 많은 연구진들이 제로 웨이스트가 가능한 생분해 마스크 개발에 박차를 가하고 있죠. 한국화학연구원에서는 한 달 안에 퇴비화 조건에서 100% 자연 분해되면서 여러 번 재사용이 가능한 생분해 마스크 필터를 개발해 상용화를 앞두고 있어요. 

옥수수 전분을 발효시켜 만든 생분해성 소재(PLA)를 활용한 마스크는 이미 출시되어 많은 관심을 받고 있는데요. 6개월 안에 80%가 생분해 되며, 소각 시에도 유해물질이 배출되지 않아 안심하고 사용할 수 있죠. KAIST에서는 재사용이 어려운 정전기 필터 대신 매우 가는 섬유를 활용해 물리적으로 바이러스를 차단하는 필터를 개발했는데요. 소재 특성상 마스크 재사용이 용이해 환경을 지키는 데 많은 도움이 될 수 있답니다.

코로나 장기화로 인해 근심이 깊지만 과학을 장착하고 날로 발전해 가는 마스크 덕분에 조금 더 안전하고, 편안하게 일상을 누릴 수 있게 되었는데요. 하지만 하루빨리 마스크 없이 평범한 일상을 자유롭게 만끽할 수 있는 날이 왔으면 좋겠네요 😊 

 

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