손 씻는 과정 시뮬레이션 분석 강하게 씻을수록 세균 제거 쉬워
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영국의 과학자들이 손을 씻을 때 바이러스나 세균 입자가 떨어져 나가는 과정을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석해 손을 가장 청결하게 씻는 방법을 알아냈다. 공중 보건 정책에서 손 씻기가 도입된 지 170년이 넘었지만 유체 물리 관점에서 손 씻기의 감염 예방 효과가 입증된 건 처음이다.
응용수리 분야의 컨설팅 기업인 해먼드 컨설팅사의 폴 해먼드 대표 연구팀은 수리모델을 이용해 계산한 결과 손에서 바이러스를 완벽히 제거하려면 격렬하게 20초 이상 씻어야 한다는 결과를 얻었다고 국제학술지 ‘유체 물리학’ 17일자에 발표했다.
해먼드 대표는 영국 케임브리지대 수리물리학 박사로 세계 최대 석유개발 업체인 슐룸베르제 연구소에서 15년 이상 유체역학 연구 책임자를 지냈다. 그는 두 손을 벽으로 가정하고 그 사이에서 일어나는 물의 움직임을 파동 운동을 하는 수리물리 모델로 만들었다. 이를 토대로 물이 파동 운동을 할 때 각 지점에서 입자의 운동에너지를 계산했다. 그 결과 물 입자의 운동에너지가 크고 지속 시간이 길수록 손에 붙은 바이러스가 잘 떨어져 나갔다. 특히 바이러스가 떨어져 나가는 데 필요한 최소 시간은 20초였다. 이는 미국 질병통제예방센터(CDC)가 권고한 손 씻기 시간과 일치한다.
이 연구는 미국물리학회가 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 대응을 위해 바이러스 입자의 움직임을 유체 물리학적으로 분석해 바이러스의 확산과 감염을 막기 위한 목적으로 진행 중인 ‘유체와 바이러스’ 특집 연구 중 하나로 진행됐다. 이번 연구를 포함해 지금까지 전 세계에서 100여 편이 발표됐다. 서울대 연구진도 입자 움직임을 추적하는 ‘오일러 라그랑주 방정식’을 이용해 마스크를 낀 상태에서도 재채기할 때 침방울이 20∼25cm 튈 수 있는 만큼 거리 두기를 최소 20cm 이상 유지해야 한다는 분석 결과를 발표했다.
이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com