[비즈월드] 일반적으로 마스크(mask)는 보건위생상 병균·먼지 등의 흡입 및 비산(飛散)을 막기 위해 코와 입을 가리는 물건이다.

마스크는 감기 등의 호흡기 질병 감염을 방지하는 용도로 착용하고 있으며 코로나19(COVID 19)에 있어서 감염예방을 위해 의무적인 착용이 이뤄지고 있다.

미국 질병통제예방센터(CDC)와 세계보건기구(WHO)를 비롯한 국내외 방역기구, 관련 단체 및 전문가들에 의하면 코로나19의 주요 전파 경로로는 첫째, 미세한 호흡기 비말 및 에어로졸 입자에 의한 공기 전파(공기감염), 둘째, 비말을 통한 분사전파(비말감염), 셋째, 오염된 손으로 코와 입, 눈을 만지는 접촉전파(접촉감염) 등 3가지로 나뉜다.

구체적으로 공기감염(airborne transmission)은 입자가 5㎛보다 작거나 0.001~1㎛ 크기의 에어로졸(aerosol) 형태의 바이러스가 공기 중에 떠다니다가 타인이 공기를 흡입할 때 호흡기로 감염되는 형태다. 특히 에어로졸은 가라앉지 않고 공기 중에 떠다니는 미세한 물방울이다.

비말감염(飛沫感染, droplet transmission)이란, 감염자가 기침·재채기를 할 때 침 등의 작은 물방울(비말, droplet)에 바이러스나 박테리아가 섞여 나와 타인의 입, 코로 들어가 감염되는 형태다. 

비말은 '튀어서 흩어지는 물방울’이란 뜻이며, 비말 크기는 5~10㎛으로 일반적으로 기침을 한 번 하면 약 3000개의 비말(respiratory droplets)이 전방 2m내로 분사되고 떨어지며 바이러스도 사멸한다. 비말 크기가 5um 이하라면 비말핵(Droplet nucleus)이라고 부른다.

따라서 공기감염과 비말감염을 피하려면 감염자로부터 2m이상 떨어지고 마스크를 착용하는 것이 좋다.

그러나 마스크는 입과 코를 밀폐하는 형태이기 때문에, 음식물을 섭취할 때 벗어야 하기 때문에 타인의 비말과 에어로졸로부터 노출된 상태가 되는 문제점이 있다.

또 마스크를 착용하고 있음에도 완전 밀착 또는 밀폐가 이루어지지 않고, 안면의 움직임 등을 통해 안면과 마스크 사이에 틈이 발생하고, 호흡 때 틈으로 타인의 비말과 에어로졸이 유입될 수 있는 문제점이 있었다.

그리고 유아, 뇌병변, 발달장애인, 호흡 장애를 갖는 환자 등의 경우에는 마스크 착용이 어려운 문제점이 있다.

이런 가운데 발명가 윤성은 씨(57세)가 최근 코와 입을 가리지 않아 식사 중에도 착용 가능하고 코로나19 등 호흡기로 감염되는 바이러스와 각종 세균을 기존 마스크보다 효과적으로 차단하면서 살균까지 가능한 혁신적인 전자 마스크를 개발해 최근 특허 등록을 받았다고 17일 밝혔다.

해당 특허는 2022년 4월 23일 출원(출원번호 제1020220050471호)돼 그해 6월 20일 등록(등록번호 제102412492호)을 받은 '비밀폐형 바이러스 및 박테리아 차단장치' 라는 명칭이다.

해당 장치는 코와 입을 가리는 현재의 마스크와는 달리, 여름에 착용하는 넥-밴드(neck-band) 선풍기처럼 목 부분에 착용하는 구조로 되어 있다.

발명가 윤 씨는 “넥-밴드의 양쪽 끝에서 착용자의 코와 입 방향으로 자력과 풍력을 발산하면, 바이러스에 오염된 타인의 침(비말)이나 에어컨 바람 등을 타고 날아오는 미세한 침방울(에어로졸)이 자력과 풍력에 의해 착용자의 코와 입 부근에 접근하지 못해 바이러스 감염을 원천적으로 차단하며 호흡기 주변에 남아있을지도 모르는 바이러스는 인체에 무해한 살균 LED 빛으로 살균하는 이중으로(double effect) 바이러스 감염을 방지하는 원리이다”라고 설명했다.

자력의 영문명인 ‘마그네틱 파워(magnetic power)’를 이용한다는 점에서 가칭 ‘엠스크(마그네틱 마스크의 축약형 이름)’라고 불리는 이 장치는 자력이 핵심이다. 

자력이 작동하면 반자성체(diamagnetic substance)인 물(water)이 자석과 멀어지는 방향으로 밀려나는 성질을 이용한 것으로 바이러스를 옮기는 침(비말)이나 에어로졸은 모두 미세한 물방울이므로 착용자의 코와 입 주변에서 멀리 밀려나게 된다는 것이다.

또 더운 날씨에는 엠스크에서 발산되는 풍력도 오염된 침을 밀어내는 역할을 하고, 눈과 피부에 무해(harmless) 하면서 코로나19를 비롯한 바이러스 즉시 살균 효과가 각종 실험을 통해 입증된 가시광선 LED는 호흡기 주변의 바이러스 살균과 오염된 손이나 소지품을 빛으로 소독하는 용도로 자력 및 풍력과 함께 또는 개별적으로 사용된다.

윤 씨는 “엠스크가 음식물 섭취 때도 바이러스 감염을 차단해주고 특히 미국과 유럽의 마스크 착용 반대론자들의 반대도 없을 혁신 제품이다”면서 “전 세계 인구 약 80억 명 중에 약 20%가 이 제품을 구매한다고 가정할 때 약 16억 개의 제품이 판매될 것으로 보인다. 현재 특허 존속기간인 20년 동안 독점 공급할 국내·외 전자업체를 물색하고 있다”라고 말했다.

*(편집자 주) 의료, 건강 관련 분야 특허의 경우 출원 후 등록을 받았어도 효능이나 효과에 대한 검증을 거친 것은 아니라는 부분은 반드시 유의해야 한다.

[비즈월드=정영일 기자 / zprki@bizwnews.com]