초음파 렌즈세척기, 초음파 식기세척기, 음파칫솔 등 최근 음파의 세척작용을 이용한 제품들이 쏟아지고 있다. 보이지도, 들리지도 않는 음파가 어떻게 때를 벗겨낼 수 있을까.음파는 공기나 물체의 진동에 의해 만들어지는 파동으로 물체가 진동하면 주변의 공기가 같이 진동하게 되고, 이것이 귀의 고막을 진동시켜 소리로 들을 수 있게 된다.
1초간 1회 진동하면 1㎐의 주파수를 가지며, 사람이 들을 수 있는 소리는 20㎐~2만㎐까지다. 2만㎐ 이상의 음파를 초음파라고 한다.
연세대 물리학과 이삼현 교수는 “음파가 때를 씻어낼 수 있는 것은 빨랫감을 솔로 문지르거나, 방망이로 때리는 것과 비슷한 원리”라고 말한다.
음파 자체가 수만 번 강약을 반복하는 ‘진동’으로서 세척물 표면에서 물 분자를 밀었다 잡아당겼다 하는 것을 반복한다.
그러면 물 분자의 응집력이 파괴되면서 수만 개의 미세한 공동이 발생하는데 이것이 마치 진공청소기처럼 세척물의 표면에서 때를 빨아들이는 역할을 한다.
전동칫솔은 보통 분당 3,000~1만회 진동하는 데 비해 음파칫솔은 음파에너지를 이용해 분당 3만 1,000회(261㎐) 진동한다.
의료기기나 첨단 장비, 최근에는 식기에까지 적용하는 초음파 세척기에서 사용되는 주파 수는 2만8,000~4만㎐. 불순물의 크기가 매우 작은 경우에는 ㎒(100만 ㎐) 단위의 세척기를 사용한다.
반도체 세척기나 피부 틈새에서 노폐물을 제거하는 초음파 미용가는 보통 1㎒~3㎒의 주파수를 갖는다.
음파 혹은 초음파는 세척물의 표면을 상하게 하지 않으면서 사람의 손이 닿지 않는 곳까지 구석구석 때를 뺄 수 있어 점차 활용 범위가 넓어지고 있다.
이 교수는 “세수나 목욕 등 일상생활에까지 활용 아이디어는 무궁무진하다”고 말한다.
양은경기자/key@hk.co.kr
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