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어? 영준이다! ? 뿔테 안경을 살짝 올리는 저 길고 흰 손가락, 저 손 안에서 움직이는 펜들은 얼마나 좋을까! 이 쪽으로 오네. 후아후아~, 호흡을 가다듬고 이번엔 꼭 고백하고 말겠어. 그런데 벌써부터 가슴이 콩닥콩닥, 얼굴이 뜨거워져. 히잉~, 무슨 좋은 방법이 없을까? 발명반 회장이면 뭘 하냐고! 이렇게 용기가 없는데. 가만…? 그렇지. 나, 발명소녀 신의손! 발명 하나는 기막히게 잘 하잖아. 영준이한테 내가 만든 세상에서 단 하나뿐인 선물을 주며 고백하는 거야! 책상에 앉을 때마다 내 생각이 날 수 있는 문구가 좋겠다. 좋아! 최영준, 기다려. 내 멋진 발명품으로 너를 사로잡겠어!
필기구에게 불가능이란 없다
늘 나를 떠올리게 만드는 문구 선물은 뭐가 좋을까? 역시 샤프나 볼펜같은 필기구가 최고지. 수업을 듣거나, 숙제를 할 때마다 내 생각이 날 테니까 말이야. 우선, 내 필통 속에 있는 펜에서 아이디어를 얻어 볼까? 향기 나는 펜부터 우주에서도 쓸 수 있는 우주펜, 펜 뚜껑을 열어 두어도 마르지 않는 형광펜도 있군. 큰 맘 먹고 장만한 나의 신상, 지워지는 볼펜과 잉크도 지우는 막강 지우개도 보이네. 영화 007에 나오는 펜처럼 녹음도 되고 사진도 찍고 레이저도 나오는 나의 007펜. 펜 중간에 USB가 달려 있어 숙제나 시험 공부할 때도 참 편리하단 말이야. 그러고 보면 펜의 변신은 참 대단해. 발명의 첫걸음은 꼼꼼한 분석! 펜의 구조와 펜에 쓸 잉크의 종류부터 알아볼까?
볼펜의 변천사
펜 끝에 달린 볼이 구르면서 위 쪽에 있는 잉크를 아래쪽의 종이에 묻히는 것이 볼펜의 기본원리. 1888년 헝가리 신문기자 라즐로가 최초로 볼펜을 만든 이래 아직까지 바뀌지 않은 불변의 원리다. 하지만 볼펜은 계속해서 발전을 거듭하고 있다.
볼펜을 변신시킨 주인공은 바로 볼펜 속의 잉크! * 유성잉크 는 볼펜에 사용된 최초의 잉크다. 끈적임이 강해 잉크가 쏟아지는 불편은 없지만, 소켓과 볼 사이의 좁은 틈을 통해 끈적이는 잉크가 내려오기 때문에 글씨를 쓸 때 뻑뻑한 느낌이 나는 게 단점이다. 또 종이에 묻지
않고 볼에 남아 있는 잉크는 서로 뭉쳐져 소위 ‘볼펜 똥’을 만들어 낸다.
이를 해결하기 위해 나온 것이 * 수성잉크 . 물과 같은 성질의 수성잉크는 끈적임이 덜해 볼과 소켓의 좁은 틈을 부드럽게 빠져 나온다. 하지만 물과 성질이 같아 마르는 데 시간이 걸리고, 다 말랐더라도 물이 묻으면 다시 번지는 문제점이 있다. 게다가 뚜껑을 덮지 않으면 잉크
가 말라 버리기도 한다.
이런 고민 끝에 나온 잉크가 유성잉크와 수성잉크의 장점만 합친 젤잉크 다. 수성잉크에 끈적이는 젤을 넣은 것으로, 펜이 움직이면 수성잉크처럼 끈적임 없이 부드럽게 써지다가도 펜이 멈추면 유성잉크처럼 끈적이게 변해 잉크가 잘 흐르지 않는다.
*유성과 수성 : 기름에 잘 녹는 성질은 유성, 물에 잘 녹는 성질을 수성이라고 한다.
지워지는 연필 vs 지워지는 볼펜
일본 파일로트사의 ‘프릭션’은 젤잉크로 쓴 뒤펜 끝에 달린 플라스틱으로 문지르면 글씨가 사라진다. 볼펜은 지워지지 않는다는 상식을 깨 버린 것이다. 하지만 연필로 쓴 글씨를 지우개로 지우는 것과는 다른 원리다.
연필로 쓴 글씨는 종이 위에 흑연이 묻어 있는 상태로, 지우개로 문지르면 흑연이 지우개에 달라붙어 떨어져 나간다. 반면 젤잉크는 플라스틱으로 문지를 때 생기는 마찰열을 이용한다. 잉크 안에는 색깔 분자와 그 색을 종이에 나타나게 하는 특수 분자가 들어 있는데, 마찰열로 온도가 올라가면 이 두 분자가 서로 떨어지면서 색이 사라진다.
세상에 이런 펜이?
KGB 비밀볼펜
과거 냉전 시대, 구 소련 비밀경찰(KGB)들이 쓰던 펜이다. 이 볼펜은 KGB의 특수잉크를 사용한 것으로, 이 볼펜으로 쓴 글씨는 48시간 안에 서서히 사라진다.
우주펜
1984년 미국항공우주국(NASA)이 만든 우주펜이다. 중력 대신 질소 가스의 압력이 잉크를 밀어 내 무중력 상태뿐 아니라 사막이나 극지 등 극한 환경에서도 글씨를 쓸 수 있다.
스파이펜
일본 산코사가 선보인 스파이펜은 두께 1.2㎝, 길이 14.2㎝로 일반적인 펜과 무게와 길이가 비슷하다. 하지만 음성을 녹음 할 수 있고 MP3로 음악을 들을 수도 있다. 또 펜 끝에 있는 버튼을 누르기만 하면 펜 뒤쪽에 달린 마이크로카 메라가 고화질의 영상을 최대 6시간까지 촬영한다.
그림을 읽어 주는 아이고펜
글자를 가리키면 글자를 읽어 주고, 사진이나 그림을 가리키면 연관된 이야기를 중국어나 영어로 들려 준다.
발명노트 ➊ 더해 보자
펜 끝에 볼을 달아 잉크를 묻혀 글씨를 쓴다는 볼펜의 원리를 처음 생각해 낸 사람은 17세기의 갈릴레오 갈릴레이예요. 1888년, 당시 헝
가리 신문기자였던 라즐로는 갈리레오의 아이디어와 금방 마르고 번지지 않는 신문 인쇄 잉크를 더해 최초의 유성볼펜을 발명했답니다.
이처럼 발명은 아이디어를 더하는 데서 시작해요.
책상 주변은 지금 웰빙 바람
아니지, 우리는 같은 반이라 매일 보니까 영준이 방, 그 중에서도 영준이가 가장 시간을 많이 보내는 책상 주변에 둘 수 있는 물건이 좋겠어. 학교와 학원에 다녀오느라 피곤에 지친 영준이를 위해 책상 주변에 둘 물건만큼은 피로를 풀어줄 수 있는 웰빙으로 만들어야겠지? 그런데 웰빙 발명품은 어떻게 만들지?
웰빙 조건 ①
내 몸에 꼭 맞아요
의자부터 연필까지 우리 몸의 형태와 특성을 고려한 인체공학적 디자인은 웰빙의 기본! 특히 의자의 경우, 척추의 형태를 본래 형태인 S자로 유지시킬 수 있는 디자인이 좋다. 척추는 앉거나 서 있을 때 몸무게의 60%를 지탱하기 때문에 척추가 편안해야 몸도 편안하다. 또 의자가 낮으면 척추가 아래로 쳐지면서 척추가 휠 수 있고, 너무 높으면 무릎 아래 부분이 받는 압력으로 몸 전체 혈액순환이 잘 안 될 수 있다. 따라서 자신의 신체 길이에 맞춰 높낮이를 조절 할 수 있는 의자가 좋다.
게다가 사람은 의자에 앉아 있는 동안 미세하지만 끊임없이 몸을 움직인다. 따라서 작은 움직임에도 목뼈와 척추의 형태에 맞춰 기울기가 바뀌는 목받이와 등받이가 필요하다.
앉는 부분은 엉덩이와 비슷한 형태로 된 것이 좋은데, 이는 엉덩이 와의 접촉면을 넓혀 체중을 골고루 분산시키기 때문이다.
▲ 각도가 조절되는 책상. 평평한 책상은 책을 볼 때 고개를 90˚로 숙이게 해 목에 무리를 줄 수 있다.
▲ 휜 척추의 엑스레이 사진.
용산구 보건소에서 지난해 1월 초등학교와 중학교 14개 학교의 2444명의 학생들을 대상으로 실시한 척추측만증 검진에서 약 10%인 247명이 10~40° 가량 척추가 휜것으로 나타났다.
웰빙 조건 ②
눈을 보호해요
눈에 쌓인 피로와 눈부심은 시력을 떨어뜨린다. 따라서 인공빛을 내는 스탠드는 눈부심 방지 장치가 되어 있는 것이 좋다. 공책 역시 빛을 많이 반사하는 순백색보다 상아색이나 크림색이 좋다.
▲ 눈부심을 막아 주는 스탠드.
편광필터를 이용해 눈에 좋지 않은 빛은 다시 반사시켜 편안한 빛으로 바꿔 내보낸다.
▲ 지우개
아랫부분에 엄지를 대고 지우는 사람의 손 모양을 고려해 아래가 움푹 파이게 디자인 된 지우개.
▲연필을 잡을 때 엄지, 검지, 중지가 삼각형 모양이 되는 것을 본떠 만든 삼각형 연필. 글씨를 쓸 때 손이 미끄러지는 것을 막아 주는 동그란 고무도 달려 있다.
▲ 가방의 형태를 고정시킨 인체공학 가방은 일반 가방과 달리 무게중심도 위쪽에 오게 되어 가방의 무게가 분산된다. 그 결과 가방을 멨을 때 덜 무겁게 느껴지며, 자세도 안정적이 된다.
발명노트 ➋ 모양을 바꿔 보자
여러분들의 할머니부터 아빠가 학교 다닐 때 썼던 의자를 본 적이 있나요? 사각형의 딱딱한 나무판으로 만들어져 오래 앉아 있으면 등과
허리가 아프고 엉덩이는 얼얼해지기 일쑤였어요. 그래서 모양을 바꿨답니다. 엉덩이가 닿는 부분은 우리의 엉덩이처럼, 등을 받치는 부
분은 등을 닮게 말이에요. 그렇게 모양만 바꿨을 뿐인데 사람들은 예전보다 훨씬 편안하게 느낀답니다. 이렇듯 형태만 변화시켜도 새로
운 발명품이 나올 수 있어요.
최첨단 기술 , 실을 편리하게 바꾸다
이크, 지각이다! 책상 주변과 필통 속에만 집중하다 보니 시간이 가는 줄 몰랐어. 이번엔 학교에서 아이디어를 찾아봐야겠다. 영준이와 내가 함께 보내는 시간이 가장 많은 곳이니까 분명 우리 둘 사이를 이어 줄 발명 아이디어를 얻을 수 있을 거야.
오잉? 그런데 교실이 확 바뀌었네! 선생님은 분필은 어디 두시고 흐린 점이 오밀조밀 가득 찍힌 종이만 들고 계신담? 우왓! 저 종이에 쓴 글자가 바로 칠판에 나타나잖아! 저게 바로 전자칠판인가봐. 최첨단 기술을 이용한 칠판이라…. 뭔가 좋은 아이디어가 떠오를 것도 같은데…?
분필의 변천사
1960년 먼지가 심한 ‘분필’
구운 석고 가루를 물에 풀어 손가락 굵기와 길이로 굳혀서 만들었다. 칠판에 글씨를 쓸 때마다 날리는 가루는 피부 속 수분을 빨아들여 피부를 건조하게 하고, 오랫동안 마시면 폐에 염증을 일으키기도 한다. 실제 측정 결과 교실 1㎡당 분필가루 먼지가 평균 7만 개에 달했다.
1990년 냄새가 고약한 ‘화이트보드용 펜’
보조 칠판으로 화이트보드가 사용되면서 화이트보드용 펜이 새로운 분필로 떠올랐다. 하지만 벤젠, 톨루엔 등 석유에서 뽑은 물질로 잉크를 만들어 냄새가 심하고, 그 냄새를 맡을 경우 두통을 일으키기도 한다. 또 보드의 하얀 면은 빛을 여러 방향으로 반사시켜 눈부심도 일으킨다.
2000년 물로 지워지는 ‘물분필’
하얀 수정액이 나오는 사인펜과 같은 형태로, 가루가 날리지 않으며 칠판 지우개 대신 젖은 수건으로 글자가 지워진다. 하지만 화이트보드용 펜 못지않게 냄새가 심하고, 젖은 수건으로 방금 닦은 칠판에는 글자가 잘 써지지 않는다. 최근에는 천연재료로 만들어 냄새가 나지 않고 젖은 칠판에도 사용할 수 있게 개선되었다.
2010년 전자 펜
전자칠판용 분필로, 이 펜을 이용해 칠판에 글씨를 쓰면 손으로 글씨를 쓴 듯 글자 이미지가 나타난다. 평상시에는 보통 볼펜처럼 사용할 수 있다.
전자칠판으로 확 달라진 교실을 만나 보자
전자칠판은 화이트보드처럼 생겼지만, 그 위에는 수만 개의 미세한 점들로 이뤄진 특수 모양이 입혀져 있어요. 점들은 각각의 고유한 위치 정보를 가지고 있지요. 그래서 그 위에 펜이 움직일 때 마다 펜 속의 렌즈는 지나가는 점의 좌표를 읽어 글자를 나타내요. 렌즈가 펜이 움직인 자리의 점을 정확하게 인식할 수 있도록 펜 속 LED 전구가 밝혀 주지요.
실제 전자칠판용 교과서로 수업을 하는 모습이에요. 책에 있는 비디오카메라 그림을 펜으로 찍어 볼까요? 교과서 내용과 연관된 동영상이 바로 나오는군요! 이 비디오카메라 그림 뒤에는 펜이 인식할 수 있는 모양이 입혀져 있기 때문이에요. 그런데 갑자기 동영상이 멈췄네요. 어떻게 된 걸까요?
선생님이 교실에서 자유롭게 이동하며 조작 할 수 있는 리모컨이에요. 윗쪽의 사각형으로 된 칸은 전자칠판에 입힌 모양을 축소해 놓은 종이지요. 이 칸 에 펜으로 글자를 쓰면 축소판의 위치와 같은 위치로 전자칠판에 글자가 나타나요. 예를 들어 이 칸의 오른쪽 아래에 글자를 썼다면, 전자칠판에 글자가 나타나는 위치도 오른쪽 아래랍니다.
동영상이 멈춘 이유는 선생님이 리모컨에 있는 멈춤 버튼을 펜으로 눌렀기 때문이에요.
어떤가요? 전자칠판으로 교실이 확 바뀌었지요?
발명노트 ➌ 불편한 점을 찾아 보자
물분필은 분필에서 가루가 심하게 날리는 불편함 때문에 발명되었어요. 전자펜은 여기에다 화이트보드용 펜의 독한 냄새를 어떻게 하면 해결할 수 있을까 하는 고민 끝에 나온 발명품이에요. 이렇게 발명은 불편한 것을 편하게 바꾸려하는 고민에서 나온답니다.
안전은 문구의 기본
오늘 미술시간이 있었네. 영준이는 미술시간만 되면 신나는구나. 그런데 영준이가 쓰고 있는 저가위랑 칼, 안전장치는 되어 있는 거야? 손이라도 베이면 큰일인데…. 물감과 크레용은 전부 화학물질로 만든 건데, 잘못해서 입에라도 들어가면 어쩌지…? 초등학생들이 쓰는 문구에서 중금속이나 몸에 해로운 환경호르몬이 발견됐다는 기사도 있었다구!
초등생 문구에서 환경호르몬 발견
초등학생들이 많이 쓰는 문구인 지우개와 풀에서 사람 몸에 해로운 환경호르몬이 발견됐다.
지식경제부 기술표준원은 지난해 1월부터 약 한달간 대형할인 마트와 도·소매상에서 판매되고 있는 어린이용 학용품인 지우개, 풀, 필통 등 10개 품목 420개 제품을 대상으로 안전한지를 조사했다.
조사 결과, 지우개는 49개 제품 가운데 5개 제품에서 남성의 정자수의 감소나, 여성의 경우 생리통을 일으키는 물질인 프탈레이트계 가소제가 기준치의 220배나 들어 있는 것으로 나타났다. 프탈레이트계 가소제는 딱딱한 플라스틱을 유연하게 만드는 물질로, 지우개나 칼라 찰흙 등에 쓰인다. 풀에서는 12개 제품 중 1개 제품에서 환경호르몬 물질로 어린이의 성장을 방해하는 폼알데하이드가 기준치의 5배를 넘는 것으로 나타났다.
문구에서 중금속 발견
한국소비자원이 어린이용품 56개 제품을 수거해 조사한 결과, 색연필류 2개 중 1개에서 카드뮴이 발견됐다. 문제의 색연필은 카드뮴이 163ppm이 발견돼 허용 기준치 75ppm에 비해 두 배 이상 높았다. 카드뮴은 몸에 들어가면 배출되지 않고 쌓이면서 중독증상을 일으키는 해로운 중금속이다. 특히 뼈와 신장을 약하게 하는 것으로 알려졌다.
이 밖에 현재 안전기준이 없는 클립, 흡착판(공예재료), 수저가방 등의 일부 제품에서도 납, 크롬 등 중금속이 다량 발견됐다.
클립은 납이 3만 838ppm, 크롬이 8182ppm 나왔다. 납과 크롬에 중독되면 아토피나 소화 장애가 생길 수 있다. 또 최근에는 어린 시절 납에 많이 노출될수록 산만하고 폭력적인 성격을 갖게 된다는 연구결과도 있다.
독성물질 OUT
"기술표준원은 올해 2월 21일부터 크레파스, 파스텔, 물감, 색종이, 찰흙을 포함해 총 17종류의 문구에 대한 안전기준을 강화했어요. 중금속과 프탈레이트계 가소제를 넣을 수 있는 비율을 크게 낮추고 향기나는 펜이나 지우개 등에 들어갈 수 있는 향료 중 독성이 있는 물질은 사용하지 못하도록 하고 있어요.“ 이현자 (지식경제부 기술표준원 연구관)
IN 안정장치
칼날을 고정시킬 수 있는 칼
칼 끝에 있는 안전장치를 돌리면 칼날이 그 상태로 고정돼 갑자기 칼날이 나오거나 들어가지 않는다. 손이 미끄러지는 것을 막기위해 손잡는 부분에 홈이 파여 있다.
곡선용 칼
일반 칼로 곡선을 자를 때는 원심력에 의해 칼심이 부러지며 튕겨나갈 위험이 있다. 하지만 곡선용 칼은 칼날의 방향이 보통칼과 반대인데다 칼날을 끼우는 부분이 약30°정도 기울어져 있어. 힘을 주지 않고도 쉽게 곡선으로 종이를 자를 수 있다.
플라스틱 가위
가윗날과 손잡이 모두 금속이 아닌 플라스틱으로 만든 가위. 무게가 가벼워 자르기 쉽고, 플라스틱으로 만들어져 실수로 몸에 날이 닿아도
상처가 크지 않다.
안전펌프가위
노란 지렛대 장치는 적은 힘으로도 쉽게 종이를 자를 수 있게 하고, 움직이는 가윗날의 각도를 좁혀 손가락이 끼어 다치는 사고 위험을 줄여 준다.
가방이 가벼워졌어요!
학용품도 이제 한 가지만 잘해서는 살아남을 수 없다. 책가방을 가볍게 하는 멀티 학용품을 만나 보자!
▲ 자와 필기구만 있다면 언제 어디서든 쓸 수 있는 컴퍼스.
▲ 팔레트로도 쓸 수 있는 물통 뚜껑. 물통도 네 칸으로 나눠져 있어 물통 네 개의 역할을 해 낸다.
▲ 돋보기와 조각칼의 기능을 모두 가진 멀티 자.
발명노트 ➍ 재료를 바꿔 보자
쇠로 만든 가위 날과 플라스틱 가위날. 재료만 바꿨을 뿐인데 무겁고 위험한 가위에서 가볍고 안전한 가위가 되었어요. 비슷한 예는 우리
주변에도 많아요. 추울 때 끼는 털장갑은 재료만 바뀌어 부엌에서는 고무장갑으로, 공사 현장에서는 목장갑으로 쓰이고 있어요. 재료를
바꾸는 방법도 대표적인 발명 기법 중에 하나예요.
친구들이 만든 문구 발명품
어렵군, 어려워. 지금까지 발명된 문구보다 더 참신하고 뛰어나려면 여러 사람 의 생각이 합쳐져야 해. 발명반 친구들에게 도움을 청해야겠어.
쏙쏙! 뽑아 쓰는 사인펜
홍나연 (인천 화전초등학교 5)
모두들 사이펜 뚜껑을 찾다가 고생한 기억이 한 번쯤은 있을 거야. 뚜껑이 작은 데다가 원기둥 모양으로 생겨 잘 굴러가기까지 하니 쉽게 잃어버릴 수밖에~. 절대 뚜껑을 잃어버리지 않는 사이펜을 만들어 보면 어떨까?
해결
한쪽은 판에 고정되어 있고, 다른 한 쪽은 사인펜을 빼기 위해 힘을 주면 들어 올려지는 구조로 만들었어. 고정된 부분이 사인펜을 지지해
줘서 사인펜 뚜껑을 잡지 않고도 한 손으로 가볍게 뽑아 쓸 수 있는 거지. 케이스도 젖히기만 하면 바로 사용할 수 있으니 간편해. 쓰고 나서도 바로 뚜껑에 끼우기만 하면 되니까 정리도 쉽지.
무엇이든 재는 각도기
문영빈 (경남 남해초등학교 6)
고깔 모자의 고깔은 몇 도일까? 지금 우리가 쓰는 각도기로는 입체각은 물론 평면의 모든 도형도 잴 수 없는 것이 많아. 모든 각을 빠르고 정확하게 잴 수 있는 각도기라면 모두가 탐내지 않을까?
해결
색이 있는 코팅지 를 막대모양으로 이어 주기만 하면 돼. 이 각도기를 이용하면 한 번에 도형의 모든 각을 잴 수 있어. 게다가 입체각도 잴 수 있다구!
부채처럼 접히는 팔레트
서명빈 (경기 하일초등학교 5)
지금 쓰는 팔레트는 부피도 크고 필요 없는 부분까지 펼쳐놓고 있어야 해서 공간도 너무 많이 차지하는 것 같아.
해결
부채처럼 접히는 팔레트는 쓰지 않는 한쪽 면은 접을 수 있게 돼 있어서 부피를 조금이라도 줄일 수 있지.
넘어지지 않는 의자
이창희 (울산 염포초등학교 3)
무엇보다 안전을 생각해야 하지 않겠어? 학교에서 보면 수업시간이나 자습시간에 의자를 뒤로 젖히다가 중심을 못 잡아 뒤로 넘어지는 경우가 많지? 이 때 머리를 다치거나 팔 다리가 부러지는 사고가 생기기도 하지. 넘어지지 않고 스스로 중심을 잡아 주는 의자가 있다면 어떨까?
해결
기울어졌을 때만 닿는 바퀴를 의자 뒤쪽 다리에 다는 거야. 그래서 의자가 기울어지면 바퀴가 바로 닿으면서 넘어지지 않고 뒤로 약간 이동하게 하는 거지. 그렇게 약 3㎝ 정도 의자가 뒤로 이동하면, 무게 중심이 앞으로 다시 오면서 의자가 바로 서게 돼.
일석이조 풀
김중한 (경기 광일초등학교 6)
딱풀 뚜껑을 잃어버리지 않는 방법은 없을까? 또 쓰는 도중에 풀이 묻으면 그 풀이 다른 종이와 도구에도 묻어서 작품이 더러워지기 일쑤야. 바로바로 끈적임을 없앨 수는 없을까?
해결
딱풀의 뚜껑을 딱풀 본체와 떨어지지 않게 하기 위해서 뚜껑 부분을 일체형으로 만들었어. 또 뚜껑이 걸리적거리지 않도록 하기 위해 뚜껑에 홈을 파고 똑딱이 단추처럼 풀의 몸체를 붙였지. 손에 묻은 딱풀의 끈적임을 바로바로 없애기 위해서 다 쓴 풀의 본체 안에 물티슈를 넣어 이를 딱풀 끝에 이어 붙였어.
칼자국이 남지 않는 칼
정윤길 (경기 광일초등학교 6)
책상 위에서 칼을 사용하면 책상 면이 상하게 되잖아. 게다가 조금만 방심하면 다치기도 쉽고. 또 직선으로 종이를 자르려다가 자를 긁어 버리는 경우도 많지? 이 문제점을 모두 해결할 수 있는 슈퍼자를 만들어 볼까?
해결
스테이플러처럼 윗판과 아랫판으로 나눠져 있는 이 자는 각 판의 아래에 고무판을 대어 칼자국이 바닥에 남지 않게 했어. 또 칼을 사용하다 보면 손을 다치거나, 자가 고정이 되지 않아 똑바로 자르지 못하는 경우가 있지? 그래서 자의 중앙에 칼이 지나가는 길을 만들고, 자 아래에 작은 칼을 달아 안전하게 필요로 하는 길이만큼 자를 수 있게 했어.
종이를 더 길게 잘라야 할 때는 윗판과 아랫판을 펼쳐서 이용하면 돼. 윗판과 아랫판의 연결부는 자석으로 만들어 결합과 연결을 쉽게 했거든.
미래의 문구는?
친구들의 생각이 참 기발한데? 이렇게 문구가 계속 발전한다면 미래에는 과연 어떤 문구들이 나올까? 미래에 나올 문구를 미리 알수만 있다면 영준이에게 줄 발명품은 지금은 상상도 못할 멋진 발명품으로 만들 수 있을 텐데! 문구, 앞으로 어떻게 발전할까?
미래의 학용품은 디자인을 입는다
미래의 학용품은 성별, 연령, 장애의 유무 등에 상관없이 누구나 편하게 이용할 수 있는 유니버설 디자인(Universal Design)이 적용될 것으로 보인다. 유니버설 디자인의 예는 우리의 일상에서도 찾을 수 있다. 대표적인 예는 버스의 출입구. 다리에 장애를 가진 사람이나 어른보다 다리가 짧은 어린이 등 모든 사람이 편하게 이용할 수 있도록 계단을 없애고 평평하면서도 지면과 가깝게 만들었다.
또 감성적인 디자인으로 제품의 기능을 넘어 자신의 개성과 느낌을 잘 드러내는 학용품도 점점 더 많아질 것으로 예상된다
모서리 지우개
지우개가 닳아가면서 모서리가 계속해서 만들어져 예리한 부분을 지우는 작업에 편리하다.
U-윙펜(wing pen)
장애인 또는 글씨 연습을 막 시작한 어린이들은 펜을 잡는 법이 어려울 때가 많다. 이 펜은 손, 발, 입으로 글씨를 쓸 수 있고 일반인 또한 손에 힘을 덜 주고도 편하게 사용할 수 있다.
트리포드 가위
손잡이 부분이 복원력이 뛰어난 구조와 재질로 되어 있어 오랜 시간 사용해도 손에 무리가 가지 않는다. 때문에 손가락 장애를 가지고 있는 사람이나 어린이도 안전하고 편리하게 사용할 수 있다.
문구가 첨단기술을 만나다
현재 문구는 첨단기술의 발전에 따라 점점 그 사용량이 줄고 있다. 따라서 미래의 문구는 전자적인 기능인 결합된 형태로 발전할 것이라 보고 있다. 평소에는 볼펜으로 쓰다가도 휴대전화나 컴퓨터 등에서는 전자펜으로 쓰게 될 것이다.
이지 체크(줄자)
눈금마다 톱니처럼 홈이 나 있어 길이를 잴 때 정확하고 빠르게 눈금을 읽을 수 있다. 또 줄자 윗면에는 시각장애우를 배려한 수표점자가 있어 물체나 공간의 길이를 잴 때 도움이 된다. 줄자의 네 모서리는 고무로 되어 있어 떨어질 때 충격을 줄여 준다.
이지 픽(자)
길이를 측정하는 반대쪽에 손가락을 집어서 넣을 수 있는 홈이 있어 자를 잡기 편하다. 또한 경사진면에서도 자를 가깝게 붙여 이용할 수 있다.
문구, 환경과 사랑에 빠지다
환경에 대한 관심이 높아지면서 최근에는 재생지를 이용한 연필과 노트 등이 나오고 있다. 이 재생지는 매년 2~3톤씩 버려지는 신문지와 타이어, 페트병에서 얻은 것. 미래의 학용품은 환경까지 생각하는 친환경 제품이 더 많이 나올 것으로 예상 된다.
▲ 몽당연필 속 흑연을 재활용해 인쇄하는 프린트기.
미래 문구의 특징까지 알았으니, 이제 본격적으로 영준이에게 줄 발명품을 만들어 볼까? 영준이가 편하게 쓸 수 있으면서도 안전하고 영준이의 개성이 잘 드러나는 기발한 발명품을 만들어 꼭 영준이를 내 남자친구로 만들겠어! ‘어린이과학동아’ 친구들도 좋아하는 친구가 있다면 이번 기회에 멋진 발명품으로 고백해 봐. 나처럼 말이야. 그럼 우리 모두 파이팅!
늘 나를 떠올리게 만드는 문구 선물은 뭐가 좋을까? 역시 샤프나 볼펜같은 필기구가 최고지. 수업을 듣거나, 숙제를 할 때마다 내 생각이 날 테니까 말이야. 우선, 내 필통 속에 있는 펜에서 아이디어를 얻어 볼까? 향기 나는 펜부터 우주에서도 쓸 수 있는 우주펜, 펜 뚜껑을 열어 두어도 마르지 않는 형광펜도 있군. 큰 맘 먹고 장만한 나의 신상, 지워지는 볼펜과 잉크도 지우는 막강 지우개도 보이네. 영화 007에 나오는 펜처럼 녹음도 되고 사진도 찍고 레이저도 나오는 나의 007펜. 펜 중간에 USB가 달려 있어 숙제나 시험 공부할 때도 참 편리하단 말이야. 그러고 보면 펜의 변신은 참 대단해. 발명의 첫걸음은 꼼꼼한 분석! 펜의 구조와 펜에 쓸 잉크의 종류부터 알아볼까?
볼펜의 변천사
펜 끝에 달린 볼이 구르면서 위 쪽에 있는 잉크를 아래쪽의 종이에 묻히는 것이 볼펜의 기본원리. 1888년 헝가리 신문기자 라즐로가 최초로 볼펜을 만든 이래 아직까지 바뀌지 않은 불변의 원리다. 하지만 볼펜은 계속해서 발전을 거듭하고 있다.
볼펜을 변신시킨 주인공은 바로 볼펜 속의 잉크! * 유성잉크 는 볼펜에 사용된 최초의 잉크다. 끈적임이 강해 잉크가 쏟아지는 불편은 없지만, 소켓과 볼 사이의 좁은 틈을 통해 끈적이는 잉크가 내려오기 때문에 글씨를 쓸 때 뻑뻑한 느낌이 나는 게 단점이다. 또 종이에 묻지
않고 볼에 남아 있는 잉크는 서로 뭉쳐져 소위 ‘볼펜 똥’을 만들어 낸다.
이를 해결하기 위해 나온 것이 * 수성잉크 . 물과 같은 성질의 수성잉크는 끈적임이 덜해 볼과 소켓의 좁은 틈을 부드럽게 빠져 나온다. 하지만 물과 성질이 같아 마르는 데 시간이 걸리고, 다 말랐더라도 물이 묻으면 다시 번지는 문제점이 있다. 게다가 뚜껑을 덮지 않으면 잉크
가 말라 버리기도 한다.
이런 고민 끝에 나온 잉크가 유성잉크와 수성잉크의 장점만 합친 젤잉크 다. 수성잉크에 끈적이는 젤을 넣은 것으로, 펜이 움직이면 수성잉크처럼 끈적임 없이 부드럽게 써지다가도 펜이 멈추면 유성잉크처럼 끈적이게 변해 잉크가 잘 흐르지 않는다.
지워지는 연필 vs 지워지는 볼펜
일본 파일로트사의 ‘프릭션’은 젤잉크로 쓴 뒤펜 끝에 달린 플라스틱으로 문지르면 글씨가 사라진다. 볼펜은 지워지지 않는다는 상식을 깨 버린 것이다. 하지만 연필로 쓴 글씨를 지우개로 지우는 것과는 다른 원리다.
연필로 쓴 글씨는 종이 위에 흑연이 묻어 있는 상태로, 지우개로 문지르면 흑연이 지우개에 달라붙어 떨어져 나간다. 반면 젤잉크는 플라스틱으로 문지를 때 생기는 마찰열을 이용한다. 잉크 안에는 색깔 분자와 그 색을 종이에 나타나게 하는 특수 분자가 들어 있는데, 마찰열로 온도가 올라가면 이 두 분자가 서로 떨어지면서 색이 사라진다.
세상에 이런 펜이?
KGB 비밀볼펜
과거 냉전 시대, 구 소련 비밀경찰(KGB)들이 쓰던 펜이다. 이 볼펜은 KGB의 특수잉크를 사용한 것으로, 이 볼펜으로 쓴 글씨는 48시간 안에 서서히 사라진다.
1984년 미국항공우주국(NASA)이 만든 우주펜이다. 중력 대신 질소 가스의 압력이 잉크를 밀어 내 무중력 상태뿐 아니라 사막이나 극지 등 극한 환경에서도 글씨를 쓸 수 있다.
일본 산코사가 선보인 스파이펜은 두께 1.2㎝, 길이 14.2㎝로 일반적인 펜과 무게와 길이가 비슷하다. 하지만 음성을 녹음 할 수 있고 MP3로 음악을 들을 수도 있다. 또 펜 끝에 있는 버튼을 누르기만 하면 펜 뒤쪽에 달린 마이크로카 메라가 고화질의 영상을 최대 6시간까지 촬영한다.
그림을 읽어 주는 아이고펜
글자를 가리키면 글자를 읽어 주고, 사진이나 그림을 가리키면 연관된 이야기를 중국어나 영어로 들려 준다.
펜 끝에 볼을 달아 잉크를 묻혀 글씨를 쓴다는 볼펜의 원리를 처음 생각해 낸 사람은 17세기의 갈릴레오 갈릴레이예요. 1888년, 당시 헝
가리 신문기자였던 라즐로는 갈리레오의 아이디어와 금방 마르고 번지지 않는 신문 인쇄 잉크를 더해 최초의 유성볼펜을 발명했답니다.
이처럼 발명은 아이디어를 더하는 데서 시작해요.
책상 주변은 지금 웰빙 바람
아니지, 우리는 같은 반이라 매일 보니까 영준이 방, 그 중에서도 영준이가 가장 시간을 많이 보내는 책상 주변에 둘 수 있는 물건이 좋겠어. 학교와 학원에 다녀오느라 피곤에 지친 영준이를 위해 책상 주변에 둘 물건만큼은 피로를 풀어줄 수 있는 웰빙으로 만들어야겠지? 그런데 웰빙 발명품은 어떻게 만들지?
웰빙 조건 ①
내 몸에 꼭 맞아요
의자부터 연필까지 우리 몸의 형태와 특성을 고려한 인체공학적 디자인은 웰빙의 기본! 특히 의자의 경우, 척추의 형태를 본래 형태인 S자로 유지시킬 수 있는 디자인이 좋다. 척추는 앉거나 서 있을 때 몸무게의 60%를 지탱하기 때문에 척추가 편안해야 몸도 편안하다. 또 의자가 낮으면 척추가 아래로 쳐지면서 척추가 휠 수 있고, 너무 높으면 무릎 아래 부분이 받는 압력으로 몸 전체 혈액순환이 잘 안 될 수 있다. 따라서 자신의 신체 길이에 맞춰 높낮이를 조절 할 수 있는 의자가 좋다.
게다가 사람은 의자에 앉아 있는 동안 미세하지만 끊임없이 몸을 움직인다. 따라서 작은 움직임에도 목뼈와 척추의 형태에 맞춰 기울기가 바뀌는 목받이와 등받이가 필요하다.
앉는 부분은 엉덩이와 비슷한 형태로 된 것이 좋은데, 이는 엉덩이 와의 접촉면을 넓혀 체중을 골고루 분산시키기 때문이다.
▲ 각도가 조절되는 책상. 평평한 책상은 책을 볼 때 고개를 90˚로 숙이게 해 목에 무리를 줄 수 있다.
용산구 보건소에서 지난해 1월 초등학교와 중학교 14개 학교의 2444명의 학생들을 대상으로 실시한 척추측만증 검진에서 약 10%인 247명이 10~40° 가량 척추가 휜것으로 나타났다.
웰빙 조건 ②
눈을 보호해요
눈에 쌓인 피로와 눈부심은 시력을 떨어뜨린다. 따라서 인공빛을 내는 스탠드는 눈부심 방지 장치가 되어 있는 것이 좋다. 공책 역시 빛을 많이 반사하는 순백색보다 상아색이나 크림색이 좋다.
편광필터를 이용해 눈에 좋지 않은 빛은 다시 반사시켜 편안한 빛으로 바꿔 내보낸다.
아랫부분에 엄지를 대고 지우는 사람의 손 모양을 고려해 아래가 움푹 파이게 디자인 된 지우개.
▲ 가방의 형태를 고정시킨 인체공학 가방은 일반 가방과 달리 무게중심도 위쪽에 오게 되어 가방의 무게가 분산된다. 그 결과 가방을 멨을 때 덜 무겁게 느껴지며, 자세도 안정적이 된다.
발명노트 ➋ 모양을 바꿔 보자
여러분들의 할머니부터 아빠가 학교 다닐 때 썼던 의자를 본 적이 있나요? 사각형의 딱딱한 나무판으로 만들어져 오래 앉아 있으면 등과
허리가 아프고 엉덩이는 얼얼해지기 일쑤였어요. 그래서 모양을 바꿨답니다. 엉덩이가 닿는 부분은 우리의 엉덩이처럼, 등을 받치는 부
분은 등을 닮게 말이에요. 그렇게 모양만 바꿨을 뿐인데 사람들은 예전보다 훨씬 편안하게 느낀답니다. 이렇듯 형태만 변화시켜도 새로
운 발명품이 나올 수 있어요.
최첨단 기술 , 실을 편리하게 바꾸다
이크, 지각이다! 책상 주변과 필통 속에만 집중하다 보니 시간이 가는 줄 몰랐어. 이번엔 학교에서 아이디어를 찾아봐야겠다. 영준이와 내가 함께 보내는 시간이 가장 많은 곳이니까 분명 우리 둘 사이를 이어 줄 발명 아이디어를 얻을 수 있을 거야.
오잉? 그런데 교실이 확 바뀌었네! 선생님은 분필은 어디 두시고 흐린 점이 오밀조밀 가득 찍힌 종이만 들고 계신담? 우왓! 저 종이에 쓴 글자가 바로 칠판에 나타나잖아! 저게 바로 전자칠판인가봐. 최첨단 기술을 이용한 칠판이라…. 뭔가 좋은 아이디어가 떠오를 것도 같은데…?
분필의 변천사
1960년 먼지가 심한 ‘분필’
구운 석고 가루를 물에 풀어 손가락 굵기와 길이로 굳혀서 만들었다. 칠판에 글씨를 쓸 때마다 날리는 가루는 피부 속 수분을 빨아들여 피부를 건조하게 하고, 오랫동안 마시면 폐에 염증을 일으키기도 한다. 실제 측정 결과 교실 1㎡당 분필가루 먼지가 평균 7만 개에 달했다.
1990년 냄새가 고약한 ‘화이트보드용 펜’
보조 칠판으로 화이트보드가 사용되면서 화이트보드용 펜이 새로운 분필로 떠올랐다. 하지만 벤젠, 톨루엔 등 석유에서 뽑은 물질로 잉크를 만들어 냄새가 심하고, 그 냄새를 맡을 경우 두통을 일으키기도 한다. 또 보드의 하얀 면은 빛을 여러 방향으로 반사시켜 눈부심도 일으킨다.
2000년 물로 지워지는 ‘물분필’
하얀 수정액이 나오는 사인펜과 같은 형태로, 가루가 날리지 않으며 칠판 지우개 대신 젖은 수건으로 글자가 지워진다. 하지만 화이트보드용 펜 못지않게 냄새가 심하고, 젖은 수건으로 방금 닦은 칠판에는 글자가 잘 써지지 않는다. 최근에는 천연재료로 만들어 냄새가 나지 않고 젖은 칠판에도 사용할 수 있게 개선되었다.
2010년 전자 펜
전자칠판용 분필로, 이 펜을 이용해 칠판에 글씨를 쓰면 손으로 글씨를 쓴 듯 글자 이미지가 나타난다. 평상시에는 보통 볼펜처럼 사용할 수 있다.
전자칠판으로 확 달라진 교실을 만나 보자
전자칠판은 화이트보드처럼 생겼지만, 그 위에는 수만 개의 미세한 점들로 이뤄진 특수 모양이 입혀져 있어요. 점들은 각각의 고유한 위치 정보를 가지고 있지요. 그래서 그 위에 펜이 움직일 때 마다 펜 속의 렌즈는 지나가는 점의 좌표를 읽어 글자를 나타내요. 렌즈가 펜이 움직인 자리의 점을 정확하게 인식할 수 있도록 펜 속 LED 전구가 밝혀 주지요.
실제 전자칠판용 교과서로 수업을 하는 모습이에요. 책에 있는 비디오카메라 그림을 펜으로 찍어 볼까요? 교과서 내용과 연관된 동영상이 바로 나오는군요! 이 비디오카메라 그림 뒤에는 펜이 인식할 수 있는 모양이 입혀져 있기 때문이에요. 그런데 갑자기 동영상이 멈췄네요. 어떻게 된 걸까요?
선생님이 교실에서 자유롭게 이동하며 조작 할 수 있는 리모컨이에요. 윗쪽의 사각형으로 된 칸은 전자칠판에 입힌 모양을 축소해 놓은 종이지요. 이 칸 에 펜으로 글자를 쓰면 축소판의 위치와 같은 위치로 전자칠판에 글자가 나타나요. 예를 들어 이 칸의 오른쪽 아래에 글자를 썼다면, 전자칠판에 글자가 나타나는 위치도 오른쪽 아래랍니다.
동영상이 멈춘 이유는 선생님이 리모컨에 있는 멈춤 버튼을 펜으로 눌렀기 때문이에요.
어떤가요? 전자칠판으로 교실이 확 바뀌었지요?
발명노트 ➌ 불편한 점을 찾아 보자
물분필은 분필에서 가루가 심하게 날리는 불편함 때문에 발명되었어요. 전자펜은 여기에다 화이트보드용 펜의 독한 냄새를 어떻게 하면 해결할 수 있을까 하는 고민 끝에 나온 발명품이에요. 이렇게 발명은 불편한 것을 편하게 바꾸려하는 고민에서 나온답니다.
안전은 문구의 기본
오늘 미술시간이 있었네. 영준이는 미술시간만 되면 신나는구나. 그런데 영준이가 쓰고 있는 저가위랑 칼, 안전장치는 되어 있는 거야? 손이라도 베이면 큰일인데…. 물감과 크레용은 전부 화학물질로 만든 건데, 잘못해서 입에라도 들어가면 어쩌지…? 초등학생들이 쓰는 문구에서 중금속이나 몸에 해로운 환경호르몬이 발견됐다는 기사도 있었다구!
초등생 문구에서 환경호르몬 발견
초등학생들이 많이 쓰는 문구인 지우개와 풀에서 사람 몸에 해로운 환경호르몬이 발견됐다.
지식경제부 기술표준원은 지난해 1월부터 약 한달간 대형할인 마트와 도·소매상에서 판매되고 있는 어린이용 학용품인 지우개, 풀, 필통 등 10개 품목 420개 제품을 대상으로 안전한지를 조사했다.
조사 결과, 지우개는 49개 제품 가운데 5개 제품에서 남성의 정자수의 감소나, 여성의 경우 생리통을 일으키는 물질인 프탈레이트계 가소제가 기준치의 220배나 들어 있는 것으로 나타났다. 프탈레이트계 가소제는 딱딱한 플라스틱을 유연하게 만드는 물질로, 지우개나 칼라 찰흙 등에 쓰인다. 풀에서는 12개 제품 중 1개 제품에서 환경호르몬 물질로 어린이의 성장을 방해하는 폼알데하이드가 기준치의 5배를 넘는 것으로 나타났다.
문구에서 중금속 발견
한국소비자원이 어린이용품 56개 제품을 수거해 조사한 결과, 색연필류 2개 중 1개에서 카드뮴이 발견됐다. 문제의 색연필은 카드뮴이 163ppm이 발견돼 허용 기준치 75ppm에 비해 두 배 이상 높았다. 카드뮴은 몸에 들어가면 배출되지 않고 쌓이면서 중독증상을 일으키는 해로운 중금속이다. 특히 뼈와 신장을 약하게 하는 것으로 알려졌다.
이 밖에 현재 안전기준이 없는 클립, 흡착판(공예재료), 수저가방 등의 일부 제품에서도 납, 크롬 등 중금속이 다량 발견됐다.
클립은 납이 3만 838ppm, 크롬이 8182ppm 나왔다. 납과 크롬에 중독되면 아토피나 소화 장애가 생길 수 있다. 또 최근에는 어린 시절 납에 많이 노출될수록 산만하고 폭력적인 성격을 갖게 된다는 연구결과도 있다.
독성물질 OUT
"기술표준원은 올해 2월 21일부터 크레파스, 파스텔, 물감, 색종이, 찰흙을 포함해 총 17종류의 문구에 대한 안전기준을 강화했어요. 중금속과 프탈레이트계 가소제를 넣을 수 있는 비율을 크게 낮추고 향기나는 펜이나 지우개 등에 들어갈 수 있는 향료 중 독성이 있는 물질은 사용하지 못하도록 하고 있어요.“ 이현자 (지식경제부 기술표준원 연구관)
IN 안정장치
칼날을 고정시킬 수 있는 칼
칼 끝에 있는 안전장치를 돌리면 칼날이 그 상태로 고정돼 갑자기 칼날이 나오거나 들어가지 않는다. 손이 미끄러지는 것을 막기위해 손잡는 부분에 홈이 파여 있다.
일반 칼로 곡선을 자를 때는 원심력에 의해 칼심이 부러지며 튕겨나갈 위험이 있다. 하지만 곡선용 칼은 칼날의 방향이 보통칼과 반대인데다 칼날을 끼우는 부분이 약30°정도 기울어져 있어. 힘을 주지 않고도 쉽게 곡선으로 종이를 자를 수 있다.
플라스틱 가위
가윗날과 손잡이 모두 금속이 아닌 플라스틱으로 만든 가위. 무게가 가벼워 자르기 쉽고, 플라스틱으로 만들어져 실수로 몸에 날이 닿아도
상처가 크지 않다.
노란 지렛대 장치는 적은 힘으로도 쉽게 종이를 자를 수 있게 하고, 움직이는 가윗날의 각도를 좁혀 손가락이 끼어 다치는 사고 위험을 줄여 준다.
학용품도 이제 한 가지만 잘해서는 살아남을 수 없다. 책가방을 가볍게 하는 멀티 학용품을 만나 보자!
발명노트 ➍ 재료를 바꿔 보자
쇠로 만든 가위 날과 플라스틱 가위날. 재료만 바꿨을 뿐인데 무겁고 위험한 가위에서 가볍고 안전한 가위가 되었어요. 비슷한 예는 우리
주변에도 많아요. 추울 때 끼는 털장갑은 재료만 바뀌어 부엌에서는 고무장갑으로, 공사 현장에서는 목장갑으로 쓰이고 있어요. 재료를
바꾸는 방법도 대표적인 발명 기법 중에 하나예요.
친구들이 만든 문구 발명품
어렵군, 어려워. 지금까지 발명된 문구보다 더 참신하고 뛰어나려면 여러 사람 의 생각이 합쳐져야 해. 발명반 친구들에게 도움을 청해야겠어.
쏙쏙! 뽑아 쓰는 사인펜
홍나연 (인천 화전초등학교 5)
모두들 사이펜 뚜껑을 찾다가 고생한 기억이 한 번쯤은 있을 거야. 뚜껑이 작은 데다가 원기둥 모양으로 생겨 잘 굴러가기까지 하니 쉽게 잃어버릴 수밖에~. 절대 뚜껑을 잃어버리지 않는 사이펜을 만들어 보면 어떨까?
해결
한쪽은 판에 고정되어 있고, 다른 한 쪽은 사인펜을 빼기 위해 힘을 주면 들어 올려지는 구조로 만들었어. 고정된 부분이 사인펜을 지지해
줘서 사인펜 뚜껑을 잡지 않고도 한 손으로 가볍게 뽑아 쓸 수 있는 거지. 케이스도 젖히기만 하면 바로 사용할 수 있으니 간편해. 쓰고 나서도 바로 뚜껑에 끼우기만 하면 되니까 정리도 쉽지.
무엇이든 재는 각도기
문영빈 (경남 남해초등학교 6)
고깔 모자의 고깔은 몇 도일까? 지금 우리가 쓰는 각도기로는 입체각은 물론 평면의 모든 도형도 잴 수 없는 것이 많아. 모든 각을 빠르고 정확하게 잴 수 있는 각도기라면 모두가 탐내지 않을까?
해결
색이 있는 코팅지 를 막대모양으로 이어 주기만 하면 돼. 이 각도기를 이용하면 한 번에 도형의 모든 각을 잴 수 있어. 게다가 입체각도 잴 수 있다구!
부채처럼 접히는 팔레트
서명빈 (경기 하일초등학교 5)
지금 쓰는 팔레트는 부피도 크고 필요 없는 부분까지 펼쳐놓고 있어야 해서 공간도 너무 많이 차지하는 것 같아.
해결
부채처럼 접히는 팔레트는 쓰지 않는 한쪽 면은 접을 수 있게 돼 있어서 부피를 조금이라도 줄일 수 있지.
넘어지지 않는 의자
이창희 (울산 염포초등학교 3)
무엇보다 안전을 생각해야 하지 않겠어? 학교에서 보면 수업시간이나 자습시간에 의자를 뒤로 젖히다가 중심을 못 잡아 뒤로 넘어지는 경우가 많지? 이 때 머리를 다치거나 팔 다리가 부러지는 사고가 생기기도 하지. 넘어지지 않고 스스로 중심을 잡아 주는 의자가 있다면 어떨까?
해결
기울어졌을 때만 닿는 바퀴를 의자 뒤쪽 다리에 다는 거야. 그래서 의자가 기울어지면 바퀴가 바로 닿으면서 넘어지지 않고 뒤로 약간 이동하게 하는 거지. 그렇게 약 3㎝ 정도 의자가 뒤로 이동하면, 무게 중심이 앞으로 다시 오면서 의자가 바로 서게 돼.
일석이조 풀
김중한 (경기 광일초등학교 6)
딱풀 뚜껑을 잃어버리지 않는 방법은 없을까? 또 쓰는 도중에 풀이 묻으면 그 풀이 다른 종이와 도구에도 묻어서 작품이 더러워지기 일쑤야. 바로바로 끈적임을 없앨 수는 없을까?
해결
딱풀의 뚜껑을 딱풀 본체와 떨어지지 않게 하기 위해서 뚜껑 부분을 일체형으로 만들었어. 또 뚜껑이 걸리적거리지 않도록 하기 위해 뚜껑에 홈을 파고 똑딱이 단추처럼 풀의 몸체를 붙였지. 손에 묻은 딱풀의 끈적임을 바로바로 없애기 위해서 다 쓴 풀의 본체 안에 물티슈를 넣어 이를 딱풀 끝에 이어 붙였어.
칼자국이 남지 않는 칼
정윤길 (경기 광일초등학교 6)
책상 위에서 칼을 사용하면 책상 면이 상하게 되잖아. 게다가 조금만 방심하면 다치기도 쉽고. 또 직선으로 종이를 자르려다가 자를 긁어 버리는 경우도 많지? 이 문제점을 모두 해결할 수 있는 슈퍼자를 만들어 볼까?
해결
스테이플러처럼 윗판과 아랫판으로 나눠져 있는 이 자는 각 판의 아래에 고무판을 대어 칼자국이 바닥에 남지 않게 했어. 또 칼을 사용하다 보면 손을 다치거나, 자가 고정이 되지 않아 똑바로 자르지 못하는 경우가 있지? 그래서 자의 중앙에 칼이 지나가는 길을 만들고, 자 아래에 작은 칼을 달아 안전하게 필요로 하는 길이만큼 자를 수 있게 했어.
종이를 더 길게 잘라야 할 때는 윗판과 아랫판을 펼쳐서 이용하면 돼. 윗판과 아랫판의 연결부는 자석으로 만들어 결합과 연결을 쉽게 했거든.
미래의 문구는?
친구들의 생각이 참 기발한데? 이렇게 문구가 계속 발전한다면 미래에는 과연 어떤 문구들이 나올까? 미래에 나올 문구를 미리 알수만 있다면 영준이에게 줄 발명품은 지금은 상상도 못할 멋진 발명품으로 만들 수 있을 텐데! 문구, 앞으로 어떻게 발전할까?
미래의 학용품은 디자인을 입는다
미래의 학용품은 성별, 연령, 장애의 유무 등에 상관없이 누구나 편하게 이용할 수 있는 유니버설 디자인(Universal Design)이 적용될 것으로 보인다. 유니버설 디자인의 예는 우리의 일상에서도 찾을 수 있다. 대표적인 예는 버스의 출입구. 다리에 장애를 가진 사람이나 어른보다 다리가 짧은 어린이 등 모든 사람이 편하게 이용할 수 있도록 계단을 없애고 평평하면서도 지면과 가깝게 만들었다.
또 감성적인 디자인으로 제품의 기능을 넘어 자신의 개성과 느낌을 잘 드러내는 학용품도 점점 더 많아질 것으로 예상된다
모서리 지우개
지우개가 닳아가면서 모서리가 계속해서 만들어져 예리한 부분을 지우는 작업에 편리하다.
장애인 또는 글씨 연습을 막 시작한 어린이들은 펜을 잡는 법이 어려울 때가 많다. 이 펜은 손, 발, 입으로 글씨를 쓸 수 있고 일반인 또한 손에 힘을 덜 주고도 편하게 사용할 수 있다.
트리포드 가위
손잡이 부분이 복원력이 뛰어난 구조와 재질로 되어 있어 오랜 시간 사용해도 손에 무리가 가지 않는다. 때문에 손가락 장애를 가지고 있는 사람이나 어린이도 안전하고 편리하게 사용할 수 있다.
현재 문구는 첨단기술의 발전에 따라 점점 그 사용량이 줄고 있다. 따라서 미래의 문구는 전자적인 기능인 결합된 형태로 발전할 것이라 보고 있다. 평소에는 볼펜으로 쓰다가도 휴대전화나 컴퓨터 등에서는 전자펜으로 쓰게 될 것이다.
이지 체크(줄자)
눈금마다 톱니처럼 홈이 나 있어 길이를 잴 때 정확하고 빠르게 눈금을 읽을 수 있다. 또 줄자 윗면에는 시각장애우를 배려한 수표점자가 있어 물체나 공간의 길이를 잴 때 도움이 된다. 줄자의 네 모서리는 고무로 되어 있어 떨어질 때 충격을 줄여 준다.
길이를 측정하는 반대쪽에 손가락을 집어서 넣을 수 있는 홈이 있어 자를 잡기 편하다. 또한 경사진면에서도 자를 가깝게 붙여 이용할 수 있다.
환경에 대한 관심이 높아지면서 최근에는 재생지를 이용한 연필과 노트 등이 나오고 있다. 이 재생지는 매년 2~3톤씩 버려지는 신문지와 타이어, 페트병에서 얻은 것. 미래의 학용품은 환경까지 생각하는 친환경 제품이 더 많이 나올 것으로 예상 된다.
미래 문구의 특징까지 알았으니, 이제 본격적으로 영준이에게 줄 발명품을 만들어 볼까? 영준이가 편하게 쓸 수 있으면서도 안전하고 영준이의 개성이 잘 드러나는 기발한 발명품을 만들어 꼭 영준이를 내 남자친구로 만들겠어! ‘어린이과학동아’ 친구들도 좋아하는 친구가 있다면 이번 기회에 멋진 발명품으로 고백해 봐. 나처럼 말이야. 그럼 우리 모두 파이팅!
