마스크 필터 발수(방수) 기능의 원리 - 연잎효과

마스크 필터의 중요한 역할은 정전기를 이용해서 바이러스의 통과를 줄여주는 것이라 정전기 필터라고 부르기도 합니다.
비말을 막아주는 기능으로 방수 혹은 발수 기능도 자주 뉴스에 등장하고 있습니다.
 

방수와 발수기능

 
국어사전에는 발수는 직물따위의 표면에 물이 잘 스며들지 않게 하는 것이고 방수는 물을 통과시키지 않는 성질이라고 합니다.
발수는 힘을 가하면 물이 직물을 통과할 수 있고 방수는 물이 스며들어도 통과하지 못하는 차이가 있다고 부가 설명이 되어 있습니다.
방수의 경우에는 고무나 수지를 직물 표면에 발라서 가공을 하는데 공기투과가 어려워 우산이나 천막의 가공에 많이 사용하고 있습니다.
우리가 사용하고 있는 마스크필터는 엄밀하게 말하면 발수 기능을 한다고 볼 수 있습니다.
 

연잎효과 (lotus effect)

 
비가 오고 난 뒤 나뭇잎이나 연잎 위에서 동그랗게 뭉쳐 굴러다니는 것을 쉽게 볼 수 있습니다.
 
연잎 위를 굴러다니는 물방울

 

연꽃잎의 표면을 확대해 보면 백만분의 일(1마이크로미터) 크기의 작은 돌기가 나 있습니다. 이돌기위에 놓여진 물방울을 도식화해 그려보았습니다. 
돌기위의 물방울
매끈한 곳에서는 물방울이 물체와 닿는 면적이 넓습니다. 뾰족한 곳위에 있는 물방울은 물체와 닿는 부분이 아주 작습니다.
돌기가 있으면 물끼리 뭉쳐지려는 표면 장력이 다른 물체에 붙으려는 부착력보다 아주 커서 커다란 물방울이 됩니다.
마스크 필터 표면에 미세한 섬유가 무작위로 얽혀 있는 구조로 되어 있습니다. 이 작은 섬유 가닥들이 연잎의 돌기와 같은 역할을 해서 발수효과가 생긴다고 합니다.
필터를 힘을 주어 빨게되면 정전기도 사라지지만 이 섬유가닥들이 뭉쳐져서 발수 효과를 제대로 하지 못하기 때문에 빨아서 사용할 수가 없다고 합니다.
 

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