신기술: 공기 중의 관상바이러스와 세균을 죽일 수 있는far-UVC 자외선

미국 컬럼비아대 오로엔의학센터 홈페이지에 따르면 이 연구기관의 새로운 연구에 따르면 인류 안전에 대한 특정 파장의 자외선(far-UVC)에 노출되면 공기 거품에 나타나는 99.9%가 넘는 계절성 관상바이러스가 죽는 것으로 나타났다.

배경자외선(Ultraviolet)은 전자파 스펙트럼에서 파장이 (10나노~400나노미터) 복사되는 것을 총칭하는 것으로 파장은 가시광선과 X선 사이에 있어 육안으로 볼 수 없다.

1801년에 독일 물리학자 리트는 일광 스펙트럼의 자외선 바깥쪽에 브롬화은이 함유된 사진 필름을 감광시켜 자외선을 발견하였다.자외선은 멸균에 쓰일 수 있지만 지나치게 많은 자외선이 인체에 들어가면 피부암과 백내장 등의 질병을 일으킬 수 있다.

자외선은 파장에 따라 네 개의 구역으로 나눌 수 있다. 장파 자외선은 약칭 UVA이고 파장은 320나노~400나노미터이다.중파 자외선은 UVB라고 약칭하는데 파장은 280나노~320나노미터이다.단파 자외선은 줄여서 UVC라고 하는데 파장은 200나노~280나노미터이다.진공 자외선은 UVD라고 약칭하며, 파단 파장은 100나노미터~200나노미터이다.

그 중에서 장파자외선(UVA)은 의복과 인체 피부에 대한 관통성이 중파자외선보다 훨씬 강해 진피 깊숙한 곳에 도달할 수 있고 표피 부위의 멜라닌에 작용하여 피부의 멜라닌 침착을 일으켜 피부를 검게 만들 수 있기 때문에'장파흑반효과 자외선'이라고도 부른다.

중파 자외선(UVB)의 가장 큰 부분은 피부 표피에 흡수되어 피부 내부에 스며들지 않는다.그러나 그 에너지가 비교적 높기 때문에 피부에 강렬한 빛 손상을 일으킬 수 있고 비치는 부위의 진피혈관이 확장되고 피부에 붉은 종기, 수포 등의 증상이 나타날 수 있기 때문에'중파 홍반효과 자외선'이라고도 부른다.

단파 자외선(UVC)은 소독 멸균 작용을 하며'C파 단자외선'또는'단파 멸균 자외선'이라고도 부른다.그 관통 능력이 가장 약해서 대부분의 투명 유리와 플라스틱을 관통할 수 없다.햇빛에 함유된 단파 자외선은 오존층에 거의 완전히 흡수된다.단파 자외선은 인체에 큰 해를 끼치기 때문에 짧은 시간에 비추면 피부를 화상시킬 수 있고, 장기적이거나 고강도로 비추면 피부암이나 백내장 등 질병을 일으킬 수 있다.

자외선 살균등이 나오는 것이 바로 UVC다.전통적인 단파 멸균 자외선(파장 254나노)은 빈 병실이나 빈 지하철 객차 등 무인 공간을 소독하는 데 쓰인다.그러나 누군가의 공간에서 이런 전통적인 자외선등에 직접 노출되면 안 된다. 건강에 해를 끼칠 수 있기 때문이다.

최근 미국 콜롬비아대 오로엔의학센터는 인류 안전에 대한'C파 원자외선 (far-UVC)'을 채택하여 공기 거품에 나타나는 99.9%가 넘는 계절성 관상바이러스를 죽일 수 있다.

이 연구의 지도자인 콜롬비아대 미주신경내과와 외과의학대학 교수,컬럼비아대 오로엔의학센터 방사선연구센터장 데이비드 브레너(David Brenner) 박사는 "우리의 연구 성과에 따르면 현재의 규제 내에서 C파단 원자외선을 통해 지속적인 공기 소독을 하면 인류가 거주하는 실내 환경에서 공기를 통해 전파되는 바이러스 수준을 크게 낮출 수 있다"고 말했다.

이 연구의 논문은 6월 24일 과학 보고서(Scientific Reports) 간행물에 발표되었다.

far-UVC란 무엇입니까?그것은 UVC의 일부분으로 파장 범위는 207나노~222나노미터이다.그것은 미생물의 유전물질을 관통하고 유전물질의 키를 파괴하여 복제를 막고 물체와 공기를 소독할 수 있다.그러나 눈의 눈물층이나 피부 외곽의 사세포층을 뚫지 못해 체내 활세포에 도달하거나 손상되지 않아 피부암이나 백내장을 일으키지 않는다.간단히 말하면, 그것은 인류에게 안전하지만, 세균을 죽일 수 있다.

이전 연구에서 연구진은 C파 단위의 원자외선이 공기를 통해 전파되는 독감 바이러스를 안전하게 죽일 수 있다는 것을 보여준 적이 있다.이 새 논문은 이들의 이전 연구를 계절성 관상바이러스로 확대했는데 이 관상바이러스는 구조적으로 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)을 일으킨 신종 관상바이러스(SARS-CoV-2)와 비슷하다.

이 연구에서 연구원들은 두 가지 흔히 볼 수 있는 관상바이러스를 용해하기 위해 스프레이 장치를 사용했다.그리고 에어로졸에 함유된 관상바이러스는 C파단 원자외선등 앞의 공기에서 흐른다.에어로졸이 C파 원자외선에 노출된 후 연구진은 테스트를 통해 얼마나 많은 바이러스가 여전히 생존하는지 관찰했다.

이 설비는 C파 단위의 원자외선이 공기를 통해 전파되는 관상바이러스를 죽이는 효과를 측정하는 데 쓰인다.

연구진은 노출된 바이러스가 99.9%를 넘으면 매우 적은 양의 C파 원자외선에 의해 죽는 것을 발견했다.연구진은 이러한 연구 성과를 토대로 현재의 감독 제한 내에서 원자외선에 지속적으로 노출되면 약 8분 안에 공기를 통해 전파되는 바이러스의 90%, 약 11분 안에 95%, 약 16분 안에 99%, 약 25분 안에 99.9%를 죽일 것으로 추정했다.

관상바이러스가 원자외선에 대한 민감도는 사람이 있는 실내 공공장소에서 정수리의 원자외선등을 사용하면 관상바이러스와 독감 바이러스 등 다른 바이러스의 전염 위험을 현저히 낮출 수 있고 안전하다는 것을 나타낸다.

또 다른 연구에서 연구진은 C파단의 원자외선이 공기를 통해 전파되는 신형 관상바이러스에 대한 효능을 측정했다.초보적인 데이터에 따르면 원자외선등은 신형 관상바이러스를 죽이는 데도 효과가 있다.

브론나는 다음과 같이 말했다."원자외선은 코로나바이러스의 유형을 구분할 수 없기 때문에 같은 방식으로 코로나바이러스를 죽일 수 있기를 기대한다. 코로나바이러스는 기침과 재채기를 통해 공기 중에 형성된 비말과 에어로졸을 통해 전파되기 때문에 공기 중의 코로나바이러스를 안전하게 살릴 수 있는 도구가 매우 중요하다. 특히 근처에 사람이 있는 경우."

브론나는 계속해서 말했다."사람이 있는 공간, 예를 들어 병원, 버스, 비행기, 기차, 기차역, 학교, 식당, 사무실, 극장, 헬스장, 그리고 모든 사람들이 모일 수 있는 실내 장소에서 안전하게 사용할 수 있기 때문에 C파 원자외선은 마스크를 쓰거나 손을 씻는 등 다른 조치와 협조하여 신종 코로나바이러스와 다른 바이러스의 전파를 제한할 수 있다."