호흡기 비밀 입자를 감지하는 센서

 (The MAXIMA and MINIMA sensors were used to measure COVID-19 particles at the St. Louis Symphony Orchestra. Credit: University of Miami)

 코로나 19처럼 호흡기 비말을 통해 공기로 전파되는 질병을 막기 위한 가장 좋은 방법은 마스크 착용과 적절한 환기, 그리고 거리 두기입니다. 하지만 음식물을 먹어야 하는 경우에는 마스크를 벗어야 하고 겨울철 난방, 여름철 냉방을 위해 실내 환기가 어려운 경우가 생길 수 있습니다. 호흡기 비말은 눈에 보이지 않기 때문에 이런 경우 피해야 할지 아닐지를 알기 어렵습니다. 

 마이에미 공대 (University of Miami College of Engineering)의 프라팀 비스와스 (Pratim Biswas)가 이끄는 연구팀은 코로나 19를 전파할 수 있는 호흡기 비말의 존재를 측정할 수 있는 센서를 개발했습니다. 사실 공기 중 유해 가스나 미세 먼지를 측정해 공기 질을 알려주는 센서는 이미 널리 사용되고 있습니다. 대부분의 공기 청정기에는 이런 센서가 장착되어 공기 청정기를 얼마나 돌려야 할지 스스로 인식하고 작동합니다. 

 하지만 호흡기 비말은 일산화탄소 같은 가스 형태나 미세 먼지 같은 고체 상태가 아닌 액체 상태의 작은 물방울이기 때문에 구분해서 농도를 측정하기가 쉽지 않습니다. 연구팀은 에어로졸을 실시간으로 측정할 수 있는 작은 상자 크기의 센서인 맥시마 (MAXIMA)와 웨어러블 센서로 만들 수 있는 작은 센서인 미니마(MINIMA)를 개발했습니다. 전자는 고정식으로 설치하는 기기라면 후자는 들고다니면서 측정할 수 있는 센서입니다. 

 연구팀은 다양한 장소에서 센서의 정확도를 측정하고 실제 코로나 19 전파 위험도를 분석했습니다. 연구팀에 따르면 가장 전파 위험도가 높을 것 같은 병원 대기실은 환기만 잘 되면 사실 그렇게 위험하지 않은 것으로 나타났습니다. 아무래도 환기에 더 신경을 쓰고 있고 마스크 착용률도 높기 때문일 것입니다. 반면 입을 벌린 상태에서 처치를 받을 수밖에 없는 치과 진료실이나 노래를 불러야 하는 오케스트라홀 같은 장소에서는 에어로졸의 밀도가 높았습니다. 

 연구팀은 스핀 오프 제조사인 Applied Particle Technology를 설립해 자신들이 만든 호흡기 비말 감지 센서를 상업화 하기 위해 노력 중입니다. 충분히 정확도가 높다면 마스크를 착용할 수 없는 식당이나 공연장 등 여러 장소에서 이를 활용할 수 있을 것입니다. 예를 들어 식당에서 호흡기 비말의 농도가 너무 높아 전파 위험도가 커지면 추가로 환기를 시키거나 혹은 출입을 일시적으로 제한할 수 있을 것입니다. 눈에 보이지 않는 호흡기 비말 농도는 알게 되면 사람들도 더 조심할 수 있습니다. 

 아이디어는 괜찮아 보이는데 실제로 효과적일지 궁금합니다. 

 참고 

https://techxplore.com/news/2021-09-air-quality-sensors-covid-.html

Sukrant Dhawan et al, Aerosol Dynamics Model for Estimating the Risk from Short-Range Airborne Transmission and Inhalation of Expiratory Droplets of SARS-CoV-2, Environmental Science & Technology (2021). DOI: 10.1021/acs.est.1c00235