녹색 레이저는 물을 내리기 전에 변기 뚜껑을 닫아야 함을 나타냅니다.

강력한 녹색 레이저는 물을 내리는 동안 변기에서 나오는 에어로졸 기둥을 시각화하는 데 도움이 됩니다.

콜로라도 대학 볼더(University of Colorado Boulder)의 엔지니어들은 우리 중 세균 공포증이 오랫동안 의심해 왔던 것을 확인했습니다. 상업용 화장실의 물을 내리면 베수비오와 같은 작은 물방울과 에어로졸 입자 구름이 좌석 위로 5피트 이상 도달합니다.

육안으로는 보이지 않지만 녹색 레이저로 조명하면 깃털은 세계에서 가장 추악한 파티에 던져진 미세한 색종이 조각처럼 보입니다. 하나는 작은 물방울과 그릇에 들어 있는 다른 것으로 구성됩니다.

이번 달 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 저널에 발표된 이 연구는 엄밀히 말하면 유체 역학에 대한 탐구였습니다. 연구팀은 깨끗한 물만 담긴 화장실의 물을 내렸으며 연기에 있을 수 있는 입자의 감염성은 조사하지 않았습니다.

그러나 그들의 도구는 각 플러시가 우리 대부분이 믿고 싶어하는 것보다 훨씬 더 멀리까지 도달한다는 것을 확인했습니다.

이번 연구의 주요 저자인 존 크리말디(John Crimaldi)는 "우리 모두는 놀랐습니다."라고 말했습니다. "나는 '오, 맙소사. 그게 무슨 일이야?'라고 말했어요."

Crimaldi는 유체 역학, 특히 공기와 물이 함께 흐르는 다른 물질을 어떻게 운반하는지를 전문으로 하는 수문학 교수입니다. 그는 해류가 정자와 난자를 분배하여 산호를 수정하는 방식과 냄새 입자가 공기를 통해 이동하여 동물에게 정보를 전달하는 방식을 살펴보았습니다.

그는 볼더(Boulder) 동료이자 공동 저자이자 자외선의 소독 특성을 연구하는 환경 공학자인 칼 린든(Karl Linden)의 권유로 화장실에 관심을 돌렸습니다.

UV 기반 표면 소독제에 대한 이상적인 테스트 사례를 브레인스토밍하는 동안 Linden의 마음은 먼저 더러운 곳으로 가야 했습니다.

"우리는 어디에서 바이러스에 노출되고, 어디에서 병원체에 노출되는가?" 린든이 말했다. "제가 가졌던 생각 중 하나는 '화장실에서는 무슨 일이 일어나고 있는 거지?'였습니다."

생활 양식

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Linden은 특히 상업용 화장실, 즉 탱크도 없고 뚜껑도 없는 공공 화장실 칸막이에서 볼 수 있는 일꾼을 그렸습니다. 북미의 대부분의 공중 화장실에는 중력이 아닌 압력을 사용하여 변기를 통해 물을 밀어내는 수세계 스타일 밸브가 장착되어 있습니다.

그 결과, 미세한 수증기 구름을 남기는 강력한 플러시가 탄생했습니다. 이는 디즈니랜드의 스플래시 마운틴 아래로 마지막으로 뛰어들 때 각 통나무 위로 솟아오르는 더 작고 덜 유쾌한 안개 버전입니다.

이전 연구에서는 공중 화장실 주변 표면이 종종 배설물 박테리아의 온상인 것으로 확인되었습니다. UV 광선은 효과적인 소독제가 될 수 있다고 Linden은 생각했습니다. 하지만 먼저 그는 미세한 병원균이 공간에서 어떻게 이동하는지 더 잘 이해할 필요가 있었습니다.

그는 레이저를 사용하여 사람의 눈으로는 감지할 수 없는 유체의 움직임을 시각화하는 Crimaldi의 연구실을 찾았습니다. Crimaldi의 유체역학 연구실에서는 자금이나 출판에 대한 압력 없이 한 입 크기의 과학적 과제를 해결하는 데 일주일이 걸리는 연례 여름 전통이 있습니다. 화장실 질문은 딱 맞았습니다.

Crimaldi는 "우리는 '어쩌면 아무것도 나오지 않을 수도 있고, 아니면 정말 멋진 것을 얻게 될 수도 있다'고 말했습니다."라고 말했습니다.

장비를 가장 가까운 화장실로 운반하는 대신 팀은 레이저와 정렬될 수 있는 금속 프레임 위에 실험실에 작업용 변기를 설치했습니다. 그런 다음 배관의 수압을 일반적인 상업용 화장실의 수압과 일치하도록 보정했습니다.

그들은 레이저가 일부 에어로졸을 눈에 띄게 만들 수 있다는 것을 알고 있었습니다. 그들은 처음 플러시할 때 나타나는 작은 폭발에 대비하지 않았습니다.

크리말디는 "화산이 폭발하는 것과 같다"고 말했다. "우리 중 일부는 깜짝 놀랐습니다. 우리 중 일부는 믿을 수 없다는 듯이 웃으며 '오, 맙소사, 우리가 정말 뭔가를 하고 있는 것 같아'라고 생각했습니다."