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작은 헬륨으로 채워진 에어로졸 방울이 떠다니며 실내 공기를 녹색으로 채색.
챔버 중앙에 시험용 인체 모형, 인공 폐는 인간과 같은 호흡 흐름을 생성.
고해상도 스트리밍 카메라가 호흡과 열이 에어로졸의 움직임에 미치는 영향을 기록.
입자의 움직임 수 밀리미터까지 추적, 일상적인 마스크가 이 흐름을 어떻게 변화시키는지 확인.

인체 모형이 있는 마스크 테스트 챔버
특수 챔버로 코로나에 대한 일상적인 마스크 테스트 가능

코로나바이러스에 대한 일상적인 마스크는 얼마나 견고할까?
연구원들은 이 버블 챔버의 도움으로 이것을 테스트하고 있다.
작은 헬륨으로 채워진 에어로졸 방울이 그 안에 떠서 실내 공기를 녹색으로 채색한다.
체온에 있는 시험용 인체 모형은 입과 코를 보호하고 사람처럼 호흡한다.
특수 스트리밍 카메라가 얼마나 많은 공기 중의 물방울이 마스크를 관통하는지 보여준다.

▲ 버블 챔버에서 인체모형이 마스크를 테스트한다. © DLR

SARS-CoV-2에 대해 승인된 백신이나 Covid-19에 대한 효과적인 치료법이 없는 한 코로나 전염병은 감염에 대한 조치를 취해야 만 억제할 수 있다.
사회적 거리두기 외에도 주로 일상적인 마스크가 포함된다.
하지만 코로나바이러스의 전파로부터 얼마나 효과적으로 보호할 수 있을까?

에어로졸 대체물로 비누 거품

이에 대한 답 중 하나는 독일 항공우주센터(DLR)의이 테스트 챔버다.
이 12입방미터 실험실은 일반적으로 항공 우주 흐름 실험에 사용된다.
그러나 “Aeromask”프로젝트에서 DLR 연구원은 3D 입자 추적 기술을 사용해 잠재적으로 감염될 수 있는 에어로졸의 확산과 보호 마스크의 효과를 연구하고 있다.

여기에서 수많은 작은 비누 거품으로 가득 찬 테스트 챔버를 볼 수 있다.
크기가 약 350㎛ 헬륨으로 채워진 기포는 진동하는 LED에 의해 조명되어 주위를 떠다니는 입자가 녹색으로 보인다. 챔버 중앙에는 체온에서 시험용 인체 모형이 있으며, 인공 폐는 인간과 같은 호흡 흐름을 생성한다.

여러 고해상도 스트리밍 카메라가 호흡과 열이 에어로졸의 움직임에 미치는 영향을 기록한다. 이를 통해 입자의 움직임을 수 밀리미터까지 추적 할 수 있으며 일상적인 마스크가 이 흐름을 어떻게 변화시키는지 확인할 수 있다.

입자 속도가 느려지고 리디렉션된다.

테스트 결과 :
천 마스크의 메쉬 크기가 실제로 너무 커서 호흡에서 에어로졸을 걸러 낼 수는 없지만 여전히 작동한다.
실험실 테스트에 따르면 입과 코 보호가 에어로졸로 내쉬는 공기 흐름을 효과적으로 늦추는 것으로 나타났다. 이것은 응급 상황에서 바이러스가 포함된 입자가 반대쪽 사람에게 직접 흐르지 않고 숨을 내쉬는 사람 주변의 공기 중에 구름으로 남아 있음을 의미한다.

차분한 공기가 있는 밀폐된 공간에서 체온은 공기가 몸 위로 올라가고 느려진 에어로졸을 흡수한다. 그런 다음 천장으로 떠서 공기 흐름을 따라 천천히 분산되어 실내에서 얇아진다.
방에 있을 수 있는 감염성 에어로졸의 국소 농도는 마스크를 착용할 때, 특히 근처에 있는 사람들의 경우 감소한다.

그러나 연구 결과에 따르면 바이러스가 포함된 에어로졸이 실내에 축적되는 것을 방지하기 위해 정기적인 환기가 보장되어야 한다. 또한 마스크를 착용할 때 거리 규칙을 준수하는 것이 좋다.

출처 : 독일 항공 우주 센터 (DLR)

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