얼굴을 가릴 때 수술용 마스크의 과학을 고려하세요

Tracie Tung, CSUN 가족 및 소비자 과학 교수

질병통제예방센터(CDC)는 최근 공공장소에서 사람들에게 천으로 된 안면 가리개를 착용할 것을 권장했습니다. COVID-19를 유발하는 바이러스는 감염된 사람이 재채기, 기침, 숨을 쉬거나 말할 때 나오는 공기 중의 비말을 통해 퍼지는 것으로 알려져 있습니다.

이 권고 이후 며칠 동안 사람들은 스스로 마스크를 만들기 시작했습니다. 이 마스크는 사람들을 COVID-19에 걸리게 만드는 감염된 입자를 차단하는 데 도움이 될 수 있습니다.

현재 온라인에는 마스크 제작에 대한 많은 튜토리얼이 있습니다. CDC에는 사람들에게 마스크 만드는 방법을 가르치는 기사가 있습니다. 자유롭게 온라인을 둘러보고 자신에게 맞는 튜토리얼을 찾으세요.

마스크용 원단을 선택할 때 더 나은 결정을 내리는 데 도움이 되고, 사용한 마스크를 처리하는 방법을 알 수 있도록 마스크의 과학을 설명하는 것이 도움이 될 것이라고 생각했습니다.

의료용 마스크는 마스크 직물의 섬유에 있는 공기 중의 감염된 입자를 물리적으로 포착하도록 설계되었습니다.

현재 시장에서 가장 흔히 볼 수 있는 마스크는 다음과 같습니다.

집에서 만든 면 마스크. Jean O'Sullivan의 사진 제공.

이 마스크의 주요 차이점은 여과 효율성입니다. 모든 유형의 마스크는 일정 수준의 보호 기능을 제공합니다. N95는 최고의 보호 기능을 제공하며 전문 의료 서비스 제공자를 위해 설계되었습니다. 공개적으로 사용하는 것은 권장되지 않습니다.

연구원들은 N95 마스크가 0.3 마이크론만큼 작은 입자의 약 95%를 걸러낼 수 있다고 지적했습니다. 코로나바이러스의 크기는 약 0.1 마이크론이지만 일반적으로 바이러스는 20 마이크론보다 더 큰 물방울로 운반됩니다.

수술용 마스크는 0.3미크론 입자의 약 60~80%를 걸러낼 수 있습니다.

집에 있는 재료를 사용하여 수술용 마스크 여과 수준에 가까운 마스크를 만들 수 있습니다.

수술용 마스크는 3개의 층과 상단의 금속 스트립으로 구성됩니다. 각 레이어는 착용자에게 보호와 편안함을 제공하는 특정 기능을 나타냅니다.

외층의 주요 목적은 물, 혈액 및 기타 체액을 밀어내는 것입니다. 이 층은 대화, 기침, 재채기를 통해 방출되는 물방울과 더 큰 공기 중의 입자를 밀어냅니다.

수술용 마스크의 중간층은 병원균을 필터링하여 세균이나 바이러스와 같은 작은 입자에 대한 장벽 역할을 합니다. 외부층과 중간층의 섬유 내 정전기는 입자를 끌어당겨 섬유에 달라붙게 하여 입자 전달을 차단하는 데 도움이 됩니다.

내부 레이어는 착용자의 피부에 닿습니다. 따라서 이 층은 착용자의 내쉬는 공기, 땀 등의 수분을 흡수하는 동시에 부드럽고 편안해야 합니다. 각 레이어는 고유한 기능을 갖고 있지만 세 레이어 모두 통기성이 뛰어나 착용자가 장시간 마스크를 착용할 수 있습니다.

천 마스크의 효과는 사용되는 재료의 유형에 따라 다릅니다. 스레드 수가 많을수록 필터링 성능이 향상됩니다.

실수는 1평방 인치로 함께 짜여진 실의 수를 말하며, 세로 및 가로로 세며 일반적으로 직조 직물을 설명하는 데 사용됩니다. 니트 원단(티셔츠 원단과 같은)의 구조는 서로 맞물린 루프 열을 기반으로 합니다. 이러한 체계적인 행-열 배열과 다공성 구조로 인해 실 사이의 간격보다 작은 입자를 모두 포착하기가 어렵습니다.

테니스 라켓의 직조와 모래를 상상하는 간단한 비유를 사용하여 실 개수가 어떻게 공기 중의 입자를 가두는지 설명할 수 있습니다. 직조 직물의 구조는 테니스 라켓과 같고 모래는 공기 중의 입자와 같습니다. 테니스 라켓으로 모래를 잡으려면 끈 사이의 구멍 크기가 모래알보다 작아야 합니다.

구멍의 크기가 모래알보다 크면 라켓에 다른 레이어를 추가하여 구멍의 크기를 줄여야 합니다. 또는 라켓에 더 많은 스트링을 추가하여 보다 컴팩트한 네트 구조를 만들 수 있습니다. 즉, 직물의 실 수를 늘릴 수 있습니다.