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흐르지 않는 전기, 정전기!

정전기는 전하가 흐르지 않고 머물러 있는 전기를 말해요. 정전기가 일어나는 가장 큰 원인은 ‘마찰’ 때문이에요. 보통 물질을 이루고 있는 원자는 (+)전하를 띠는 양성자의 수와 (-)전하를 띠는 전자의 수가 같아요. 두 전하가 균형을 이루고 있기 때문에 전기를 띠지 않는 중성이지요.

그런데 물체가 접촉하면서 마찰이 일어나면, 전자가 두 물체 사이를 왔다 갔다 움직여요. 이때 전기가 생기고, 전하는 이동한 물질에 남아요. 즉, 스웨터를 입고 활동하면 팔과 옆구리 부분이 계속 마찰하면서 전기가 만들어지고, 우리 몸에 쌓여 정전기 상태로 머무르는 거예요.

그런데 문제는 전기가 너무 많이 쌓였을 때예요. 이 상태에서 전기가 통하는 물체에 닿으면, 많은 양의 전기가 한꺼번에 이동하며 불꽃이 튀게 되는 거죠. 이 현상이 우리가 생활에서 겪게 되는 정전기의 *방전 현상이에요. 만약 플라스틱 빗으로 머리를 빗을 경우 전압이 무려 5만V까지 되기도 한답니다.

정전기는 겨울철처럼 대기가 건조할 때 잘 생겨요. 습할 때는 공기 중의 전하들이 수증기로 쉽게 흡수돼요. 따라서 습도가 높으면 정전기도 잘 생기지 않아요.

평소에 보습 로션을 바르거나, 머리를 감을 땐 린스를 사용하면 정전기를 예방할 수 있답니다.


바이러스 잡는 정전기?

과학자들은 겨울철 일상생활에서 빈번하게 발생하는 정전기를 활용하는 방법을 모색하고 있어요. 최근에는 정전기를 이용해 대기 중의 바이러스를 잡을 수 있는 기술이 개발됐지요.

울산과학기술원 기계 및 원자력공학부 장재성 교수팀은 정전기를 이용해 바이러스를 효율적으로 채집하는 ‘전기식 바이러스 농축기’를 새롭게 개발했어요.

일단 농축기에 공기를 담은 뒤, 안에 있는 코로나 방전기를 작동시켜요. 그럼 전자를 잃은 바이러스가 (+)전하를 띠게 되지요. 이후 바이러스는 아래쪽에 (-)전하를 띠는 원판 전극으로 끌려가게 돼요. 서로 다른 전하끼리 붙으려는 힘인 ‘인력’이 작용하기 때문이에요.

이 농축기는 진공청소기처럼 공기를 빨아들여 그 속에 있는 바이러스를 모으던 기존의 방법보다 채집 효율이 높은 것으로 나타났어요.

전기적인 힘으로 바이러스를 부드럽게 끌어당기기 때문에 1㎛(마이크로미터, 1㎛=10- 6m)보다 작은 입자도 효과적으로 채집할 수 있지요.

또다른 장점은 바이러스를 손상시키지 않고 채집할 수 있다는 거예요. 그럼 신종플루, 메르스와 같은 바이러스성 질병이 발생했을 때 신속하게 역학조사를 하는 데 큰 도움이 된답니다.

천연 실크와 플라스틱을 마찰시켜 전기를 만드는 발전기도 있어요. 한국과학기술원(KAIST) 오일권 교수 연구팀이 개발한 마찰 전기 발전기가 그 주인공이지요.

연구팀은 실크 천과 플라스틱 막대를 서로 문질렀다 떼어내면 전자가 이동하며 전기가 흐른다는 사실에 주목했어요. 두 물질을 마찰시키면 플라스틱 막대가 (-)전하를 띠며 정전기가 발생하거든요. 이 원리를 이용해 실크 천과 플라스틱 막대로 정전기를 만들고, 이를 전기 에너지로 바꿔 주는 장치를 개발했답니다.

이렇게 정전기를 이용한 발전기는 만들어지자마자 버려지는 에너지를 이용할 수 있기 때문에 친환경 기술로 각광받고 있어요. 무선 네트워크용 센서나 웨어러블 기기가 늘어나는 만큼 앞으로 더 활발하게 쓰일 것으로 기대된답니다.