마네킹 머리에 안개 기계 연결, 녹색 레이저 시트 이용해 증기 방울 시각화
비의료용 마스크, 면 수제 마스크·두건·면손수건·원추형 마스크 등 테스트
면 수제 마스크, 상업용 마스크, 접힌 손수건, 두건 등 순으로 효과적
지난달 30일 물리학저널(Physics of Fluids)에 실린 '호흡기 안면 마스크 효과 시각화' 논문에서 마스크가 어떻게 기침 중 생성된 침방울의 이동을 막아주는지 극적으로 시각화해 보여주었다.
연구에 따르면 마스크를 쓰지 않으면 기침을 할 때 최대 3.7m까지 이동할 수 있었고, 마스크를 착용하면 단 몇 인치로 줄어들었다. 또한 얼굴 핏에 딱 맞는 수제 면 마스크가 가장 효과적이었으며, 그다음 상업용 마스크, 접힌 손수건, 두건 등 순이었다.
플로리다 애틀랜틱 대학교 공대 컴퓨터과학부 조교수인 싯다르타 베르마는 성명에서 "일반 대중에게 사회적 거리를 얼굴 마스크 사용에 대한 권고사항에 대한 근거로 전달하는데 도움이 될 수 있다"고 말했다.
연구진은 기침 시뮬레이션을 위해 마네킹의 얼굴을 안개 기계(물과 글리세린에서 수증기를 만들어 내는 것)에 연결한 뒤 펌프를 이용해 마네킹의 입을 통해 수증기를 배출했다. 그런 다음 녹색 레이저 포인터를 원통형 막대기로 통과시켜 만든 '레이저 시트'를 이용해 증기 방울을 시각화했다.
이 설정에서 모의 기침은 마네킹의 입에서 흘러나오는 이글거리는 녹색 증기로 나타난다.
그런 다음 연구원들은 기침을 막는 효과를 테스트하기 위해 마네킹 얼굴에 여러 종류의 비의료 마스크를 착용시켰다. 여기에는 면직물 두 겹의 수제 마스크, 한 겹의 두건, 느슨하게 접힌 면손수건, 약국에서 판매되는 비살균 원추형 마스크 등이 포함됐다.
여러 겹의 수제 면 마스크는 코와 천 사이 마스크 윗부분에서 약간의 누출이 있었지만, 물방울의 확산을 가장 적게 뿜어냈다. 얼굴에서 앞으로 6cm 정도만 이동했으며 원추형 마스크도 얼굴에서 20cm 정도 떨어진 곳까지 물방울이 날아갔다.
연구원들은 논문에서 "이번 연구에서 시험한 비의료용 마스크의 물방울의 누출 정도는 다르지만, 더 큰 호흡기 방울이 흩어지는 것을 막는 데 효과적일 것 같다"고 썼다.
또한 "가을과 겨울에 코로나19 감염이 다시 발생할 가능성이 높기 때문에 효과적인 예방 조치에 대한 광범위한 인식을 제고하는 것이 중요하다"고 밝혔다.
한편, 9일 기준 전세계 코로나19 감염 확진자는 1200만명을 넘어섰고, 총 사망자는 55만명에 달하고 있다.
포인트경제 심성필 기자