2019년 41회 대통령상 - 전국학생과학발명품경진대회

대통령상 ‘사용 여부를 알 수 있는 마스크 형태 탐구’

서울대학교사범대학부설초등학교 신채린

1. 제작동기

최근 미세먼지로 인한 마스크 착용을 부모님과 선생님께 매일 듣습니다. 그럴 때마다 가방에 가지고 다니는 여러 마스크 중 하나를 꺼내 사용하는데, 제 눈에는 모든 게 깨끗해 보여 아무거나 꺼내 쓰게 됩니다. 마스크를 사용한 것과 안 한 것이 구별이 어려워 사용 여부를 마스크에 알려주는 표시가 되어 있었으면 좋겠다고 생각하였습니다.
사용 여부를 알 수 있는 마스크를 만들어 마구잡이로 버려지는 쓰레기를 줄이고, 마스크를 정확히 사용한다는 것을 알려, 내건강을 지키고 지구의 건강도 지켰으면 하는 바람입니다.

 

[기사링크]

 

2. 작품요약
포장지를 뜯으면서 사용 여부 메시지(used 표시)를 남기고 남은 부분에 색이 변하는 염화코발트 종이를 혼합한 마스크(A형), 잔류형 라벨지와 염화코발트 종이를 활용하여 사용 여부가 이중 확인되는 마스크(B형), 시간에 따른 수정토의 크기 변화로 사용 여부를 알 수 있는 마스크(C형)를 제작하였습니다.

3. 작품원리
1) 온도에 따라 색이 변하는 시온물감의 과학적 원리를 이용하여 열변색 물감 마스크 제작을 시도하였습니다.
2) 산소와 반응하여 색이 변하는 갈변현상의 원리를 이용하여 마스크 제작을 시도하였습니다.
3) 이산화탄소, pH를 이용하여 자연의 지시약인 적색 양배추 즙을 추출하여 마스크 제작을 시도하였습니다.
4) 호흡으로 나오는 기체를 감지할 수 있는 가스 검지관을 이용한 마스크 제작을 시도하였습니다. 가스 검지관 크기와 용기(유리)의 문제점이 발견되어 검지관 크기와 용기의 종류를 변경한 제품을 개발할 계획입니다.
5) 물(수증기)에 닿으면 붉은색으로 변하는 푸른색 염화코발트 종이의 과학적 원리를 이용하여 마스크 사용여부를 눈으로 확인할 수 있었습니다. 이같은 성질을 이용하여 이중 레이어마스크, 캐릭터마스크, 원형마스크 등 다양한 형태의 마스크를 개발하였습니다. 1회용스티커 형태로도 제작하여 기존의 헝겊마스크에 아이들이 좋아하는 무늬나 캐릭터로 부착할 수 있도록 만들었습니다. 염화코발트 종이의 특성상 수분에 노출되지 않도록 낱개로 개별포장 방법을 연구하는 과정에서 아래와 같이 과학적 원리와 실생활의 아이디어를 결합한 발명품을 제작하게 되었습니다. 포장지를 뜯으면 붙어있는 빨간색 스티커가 뜯어지면서 사용여부 메시지(used)가 표시되고 아래에 깔려있는 염화코발트 종이로 사용 여부를 이중으로 확인할 수 있는 마스크(A형 마스크) 입니다.
6) 마찰력에 의해 특정성분이 분리, 특정문구(void 글자)가 잔류되는 과학적 원리를 이용한 잔류형 라벨지를 염화 코발트지에 붙여 사용 여부를 이중으로 알 수 있는 마스크(B형 마스크)를 제작하였습니다.
7) 시간이 지남에 따라 크기가 점점 줄어드는 수정토를 관찰하고, 이를 다양한 케이스에 넣어 실험해 보았습니다. 이 실험을 바탕으로 수정토의 크기 변화로 사용 여부를 알 수 있는 마스크(C형 마스크)를 개발하였습니다.

 

4. 제작결과
3가지 종류의 마스크 개발로 1회용 마스크 사용 여부를 알게 되어 마스크의 역할을 제대로 할 수 있게 함으로해서 마스크가 낭비되는 것을 막고, 무분별하게 생산되는 것을 줄일 수 있다고 생각합니다. 발명에 사용한 재료인 염화코발트종이, 잔류형 라벨지, 수정토)는 모두 가격이 저렴하여 경제성이 높습니다. 그리고 독성이 없어 인체에 유해하지 않습니다. 무게가 가벼우며, 개별 부착 가능, 다양한 무늬와 디자인으로 제작이 가능하여 활용도(실용성)도 뛰어납니다. 제가 만든 작품이 1회용 마스크를 더 사용하게 부추기는 것이 아니라 1회용 마스크가 수명이 있는 제품으로 건강을 위해 정확히 사용해야 한다는 것을 알려주고 싶습니다. 나아가 불필요하게 버려지는 쓰레기를 줄여 지구와 환경을 지킬 수 있어 사회적 기여를 할 수 있다고 생각합니다.

 

[수상작 자세히 보기]

 

 

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전국학생 과학발명품 경진대회

  • 2019년 41회 대통령상

미세먼지 탓에 모두가 마스크를 착용하는 시대인데, 사용한 마스크와 새 마스크를 구분하기가 어렵더라고요. 그래서 사용 여부를 쉽게 알 수 있는 마스크를 개발했습니다.

신채린
서울대학교사범대학부설초등학교