글: 존 하우스차일드 헨켈 글로벌시장 전략 매니저
제공 : 마우저일렉트로닉스
자외선(UV) LED가 살균과 소독에 사용된 것은 어제·오늘의 일이 아니다. 그러나 최근 조명업계의 화두는 UV의 항코로나19(COVID-19) 효과를 확인하는 것이다. 일단 초기 연구는 긍정적이었다. 하지만 COVID-19 병균을 살균하는 데 UV를 사용하는 게 그리 간단한 일이 아니라는 것을 알게 됐다.
자외선(UV)이란?
전자기 방사선의 한 형태인 UV는 각각 파장과 에너지에 따라 UVA, UVB, UVC 세 가지 유형으로 분류된다. 파장이 가장 짧고 에너지가 가장 높은 UVC는 바이러스와 박테리아를 포함한 미생물을 살균할 수 있는 유일한 UV이다. 국제 자외선 협회에 따르면, 40mJ/cm²의 254nm UVC 광은 DNA, 단백질 및 RNA 구조를 손상시켜 모든 병원성 미생물의 99.9%를 살균할 수 있다.
1900년대에 발견된 이 같은 사실은 UVC(UVGI, Ultraviolet Germicidal Irradiation)의 인공적인 생산으로 이어졌고, 일반적인 소독 솔루션이 됐다. UVC는 병원이나 실험실 등에서 물, 공기, 비다공성 표면을 살균하는데 사용되면서 2000년대 초 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스(SARS CoV)를 포함한 많은 질병의 확산을 줄였다. UVC는 수백만 명은 아니더라도 수천 명의 사람들을 심각한 질병과 사망으로부터 구해냈다. 그런데도 왜 UVC는 COVID-19와의 싸움에서 선봉장이 되지 못할 것일까?
자외선(UV) vs COVID-19
대부분의 전문가들은 고강도 UVC가 COVID-19 오염지역을 소독하고 SARS-CoV-2 변종을 빠르게 살균할 수 있다는 데 동의한다. 하지만 여기에는 다음과 같은 제약이 있다.
- SARS-CoV-2 살균에 필요한 최적의 노출 길이, 파장, UVC 광량은 오염물질의 형태와 종류 등의 요인에 따라 달라진다.
- COVID-19는 검사된 모든 바이러스균 중 가장 높은 UVC 노출을 필요로 하며 이는 인간에게도 해로운 양이다.
- 직접적인 접촉이 필요하기 때문에 그늘진 곳이나 먼지가 많은 곳에서는 효과가 떨어진다.
- 강한 UVC 광선에 장기간 노출되면 직물이나 플라스틱, 폴리머가 열화될 수 있다.
연구에 따르면 UVC 조명은 공간 소독에 적합한 수단이지만, 다양한 상황에서 주의해서 작동해야 한다. 사람이 없는 곳에서만 사용되어야 한다.
안전한 UVC 활용법
다행히 UVC는 이미 공공장소에서 안전하게 적용돼 COVID-19 예방에 다양하게 기여하고 있다.
일례로, 보안 시스템과 같은 빌딩 자동화 시스템에 UVC가 사용되는 것을 들 수 있다. 자동화 시스템은 사람이 주위에 없을 때 UVC 빔이 작동하도록 예약한다. 주위에 사람이 있으면 모션 센서를 사용해 즉시 꺼지도록 한다. 자동화 시스템과 서비스는 연결, 스마트 조명, 무선 인터넷과 센서 통합의 이점을 활용하고자 하는 조명 시장 기업들에게 핵심적인 투자 대상이자 성장 분야로 꼽힌다.
공기 정화 시스템에도 활용된다. 공기 정화 시스템은 사람들로부터 멀리 떨어진 곳에서 UVC를 간접적으로 비추는 것이 가능하다. 시그니파이와 보스턴 의과대학 UV과 부교수인 앤서니 그리피스 박사에 따르면 UVC 방사선은 22mJ/cm²의 용량을 적용했을 때 1분 이내에 표면의 SARS-CoV-2 바이러스를 99% 이상 줄일 수 있다.
휴대용 또는 모바일 장치의 경우, 수동으로 제어되는 많은 휴대용 및 모바일 UVC 방출 장치가 시장에 나왔다. 영화나 TV 제작을 재개하기 위해 고군분투 중인 헐리우드 스튜디오에도 많이 판매되고 있다.
원자외선(Far UVC)도 있다. 222nm의 주파수에서 작동하며 필터링된 UVC인 원자외선은 인체에 해로운 것으로 간주되지는 않지만 그래도 여전히 COVID-19 병원체 살균이 가능할 정도로 강력하다 . 이는 병원처럼 지속 상주하면서 COVID-19 위험성이 높은 곳에서 사용될 수 있다는 것을 뜻한다.
향후 전망
UVC 조명이 COVID-19와의 싸움에서 UVC가 그 방대한 잠재력이나 다른 방법을 통해 화학 소독제를 보완할 것이라는 사실은 부인할 수 없다. UV LED가 효율성, 신뢰성 및 수명 측면에서 잠재력을 극대화하도록 발전하고 있고, IoT 및 5G 스마트 조명과 같은 기술 덕분에 자동 소독이 2021년 COVID-19를 극복하는 데 큰 역할을 할 수 있을 것으로 예상된다. 이를 통해 모든 사람들에게 긍정적인 해가 되기를 희망해본다.
