[아무도 안 가르쳐 주는 물건의 과학] 마스크에 숨겨진 과학 - 마스크가 미세먼지와 바이러스를 막는 방법

마스크는 현대인의 필수품이 되었어요. 미세먼지나 바이러스를 막아 주는 특성 때문에 유아나 어린이들에게도 익숙한 물건이지요. 학교, 유치원, 어린이집 등 한 공간 안에 많은 아이들이 모여 있는 환경에 노출되기 쉽고, 어른에 비해 면역력이 약하기 때문에 더욱 자주 사용할 수밖에 없답니다. 그렇다면 자주 쓰고 다니는 마스크는 어떤 방법으로 미세먼지와 바이러스를 막는 것일까요?

1. 마스크가 미세먼지를 막는 방법
미세먼지는 공기 중에 떠 다니는 먼지 중에 지름이 10㎛(마이크로미터)보다 작은 것을 말합니다. 마이크로미터는 미세먼지의 단위이지요. 이 단위가 얼마나 작냐하면 1㎛는 1mm보다 1000배나 작답니다. 자의 눈금으로 그릴 수도 없을 정도로 작은 이 미세먼지를 마스크가 어떻게 막는 것일까요? 한 겹처럼 보이는 미세먼지 전용 마스크는 사실 3중으로 겹쳐져 있어요. 마스크에 들어 있는 필터는 마구 교차된 섬유로 만들어지는데 그 구멍의 틈이 매우 작지요. 미세먼지가 그 틈을 지나갈 수 없게 만들어서 걸러 주는 원리예요.

하지만 미세먼지보다 더 작은 ‘초미세먼지’도 있어요. 초미세먼지는 2.5㎛보다 작은 단위를 말하는데요. 콧속에 빼곡하게 나 있는 콧털을 지나 폐까지 가기 때문에 기관지 건강에 몹시 해로운 물질이랍니다. 필터 구멍이 아무리 작다 한들 초미세먼지를 거를 만큼 작을 순 없어요. 따라서 정전기를 이용한 마스크로 초미세먼지를 막는답니다. 정전기는 마찰 때문에 생기는 전기를 뜻하는데, 고무풍선을 머리카락에 문질렀을 때 머리카락이 고무풍선에 달라붙어 삐쭉삐쭉 서는 것 등에서 관찰할 수 있어요. 마스크는 이러한 정전기를 띤 섬유를 겹쳐서 지나가는 초미세먼지를 달라붙게 만든답니다.

그러나 이런 정전기는 물기에 매우 약해요. 마스크를 오래 끼고 있으면 호흡할 때 생긴 물방울 때문에 정전기 효과가 몹시 떨어지지요. 따라서, 마스크는 일회용으로 사용해야 해요.


2. 마스크가 바이러스를 막는 방법
바이러스란 아주 작은 크기의 입자를 말해요. 일반적인 현미경으로는 모습을 볼 수 없을 정도이지요. 바이러스의 단위는 nm(나노미터)로 나타내는데요. 1nm는 1mm보다 100만배나 작은 크기이니 초미세먼지보다도 훨씬 작은 크기를 자랑한답니다. 코로나 바이러스는 약 80~200nm 정도였으니 크기를 대략적으로 짐작해 볼 수 있겠지요. 그렇다면 이렇게나 작은 바이러스가 마스크를 통과하는 것은 식은 죽 먹기가 아닐까요? 마스크를 쓰는 것이 감염병 예방에 도움이 될까요?

정답은 ‘도움이 된다.’입니다. 사람이 말하거나 기침, 재채기 등을 할 때 나오는 작은 침 방울 등에 바이러스가 들어 있는데요. 비말이라고 불리는 이 물방울 속에 있어야 바이러스가 유지될 수 있어요. 그런데 이러한 물방울은 마스크의 필터를 통과하지 못해요. 따라서 마스크는 바이러스 입자를 막아 준다기보다 바이러스가 들어 있는 침 방울을 막아 준다고 볼 수 있는 것이지요.

하지만 바이러스를 막는 것에 더 높은 효과를 보려면 마스크를 올바로 사용하는 것이 중요해요. 마스크와 얼굴 사이에 틈이 없이 착 붙이는 것이 중요하며, 여러 번 사용하여 효과를 떨어뜨리는 행동을 해서는 안 된답니다.