손은 최소 20초 이상 씻어야 세균이나 바이러스가 완전히 떨어져 나간다는 연구 결과가 나왔다.

영국의 응용수학자 폴 해먼드 박사는 손 씻는 동안 손에 물리학적으로 어떤 작용이 일어나는지를 보여주는 2차원 모델을 만들었다.

물론 손 씻기는 얼마나 힘차게 문지르느냐에 따라 효과가 있지만, 아무리 열심히 씻는다고 해도 시간이 어느 정도 걸린다는 사실이 이번 연구에서 확인된 것이다. 손 씻는 시간이 충분한지를 확인하는 간편한 방법 중 하나는 손 씻는 동안 마음속으로 자기 자신에게 생일 축하 노래를 두 번 연속으로 불러주면 된다.

손 씻기는 지금까지는 물론 앞으로도 각종 질병과 감염의 확산을 막는 효과적인 방법으로 여겨질 것이지만, 그에 관한 기초 물리학은 거의 연구되지 않았다.

해먼드 박사는 이번 모델에서 양손의 거친 피부를 얇은 액막으로 분리된 한 쌍의 물결 모양 표면으로 표현했다. 양손을 문지르면 두 표면이 서로의 위를 지나 움직인다. 결국 세균이나 바이러스와 같은 미세한 입자는 이런 표면의 계곡 사이에 갇혀 있는 것인데 이런 입자가 손에서 떨어져 나가려면 흘러내리는 물살에서 발생하는 에너지가 입자를 밀어낼 만큼 커야 한다.

이번 모델은 이런 물살의 세기가 손 씻는 속도에 따라 다르다는 점도 밝혀냈다. 특히 더욱더 강한 동작을 할수록 입자를 더욱더 쉽게 제거할 수 있었다.

이에 대해 해먼드 박사는 “기본적으로 그 흐름은 입자에 작용하는 힘에 대해 알려준다”면서 “그러면 입자가 어떻게 움직이는지를 알 수 있어 제거가 제대로 되는지를 알 수 있다”고 밝혔다.

이와 함께 해먼드 박사는 “양손을 문지를 때 부드럽거나 느리게 움직이면 흐르는 물에 의해 생성되는 힘이 세균이나 바이러스와 같은 입자를 고정하는 힘을 극복할 만큼 커지지 않게 된다”면서 “그렇지만 강하게 문지른다고 해서 입자가 빨리 제거되는 것은 아니다”라고 설명했다.

해먼드 박사에 따르면, 손 씻는 데 최소 20초의 시간이 필요한 것은 NHS(영국국민건강보험공단)와 미국 질병통제예방센터의 일반적인 화장실 사용 지침과 일치한다.

다만 이번 유체역학 모델은 비누로 손을 씻을 때 발생하는 생물학적, 화학적 과정을 고려하지 않았다. 하지만 그는 “더러운 손에서 입자를 제거하는 물리적 메커니즘을 알고 있으면 앞으로 연구자들이 더욱더 효과적이고 친환경적인 비누를 만드는 데 도움이 될 수 있다”면서 “우리는 세척 화학물질이 배수구를 통해 환경에 유입될 때 어떤 일이 일어나는지에 대해 좀 더 고민할 필요가 있다”고 말했다.

자세한 연구 결과는 미국 물리학협회(AIP)가 발간하는 국제 학술지 ‘유체 물리학’(Physics of Fluids) 최신호에 실렸다.

사진=123rf

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr