d라이브러리

“Smooth like butter Like a criminal undercover~♬”
“으악! 누가 밤늦게 노래야?! 시끄러워서 잠을 못 자겠네! 이보시오! 좀 나와 보시오!”
꿀록 탐정과 개코 조수가 무사히 사건을 끝내고 집으로 퇴근하던 늦은 밤, 
어디선가 누가 화를 내는 소리가 들려왔어요.

동화마을에 무슨 일이?

연습생 도깨비의 등장?

“누구세요?”
열심히 노래를 부르던 도깨비가 초인종 소리를 듣고 문을 열었어요.
“안녕하세요. 옆집 사는 주민입니다. 시끄러워서 도통 잠을 잘 수 없네요.”
초인종을 누른 이웃이 말했어요.
“앗! 죄송해요. 연습에 심취한 나머지….”
도깨비가 미안한 표정으로 말했어요.
“밤이 깊었어요. 지금은 다들 자는 시간이랍니다. 조금 조용히 해 주세요.”
“앗, 저는 야행성이다 보니 지금 일어났어요. 조금만 양해해 주시면 안될까요? 곧 오디션이 있거든요. BTS처럼 세계인의 인기를 얻을 가수가 되려면 열심히 연습해야 한답니다. 흑흑.”
이웃의 요청에 안절부절하던 도깨비가 마침 길을 지나가던 꿀록탐정과 개코조수를 발견했어요.
“오, 꿀록탐정님! 마침 잘 만났어요. 어쩌면 좋죠? 이웃에게 피해를 주지 않고 연습할 방법은 정녕 없는 걸까요?”
도깨비가 훌쩍였어요.
“자, 진정하세요. 집에 방음벽을 설치하면 어떨까요?”
꿀록 탐정이 제안했어요.

통합과학
개념 이해하기

소리를 어떻게 막는 걸까?

차를 타고 고속도로를 쌩쌩 달리다 도로 주변에 서 있는 기다란 벽을 본 적 있나요? 노래방 벽에 붙은 푹신푹신하고 울퉁불퉁한 벽은요? 이것들은 모두 소음이 새어나가는 걸 막기 위해 설치된 방음 시설이에요. 

소음은 불쾌감을 느끼게 만드는 소리입니다. 소음을 발생시키는 원인은 주로 자동차, 철도, 비행기 등이 움직일 때 나는 소리나 공장에서 나는 기계음 등이죠. 이 외에도 옆집의 피아노 소리, TV 소리, 노랫소리도 소음이 될 수 있어요. 

소리는 어떤 물체가 떨리면 이 떨림이 다른 물질을 타고 도미노처럼 퍼지는 파동을 말합니다. 이때 떨림을 ‘진동’, 진동을 전달하는 물질을 ‘매질’이라고 하죠. 매질에는 공기, 물 등이 있어요. 소리는 반사, 굴절되는 성질이 있습니다. 소리 파동이 퍼져나가다 장애물을 만나면, 반사나 굴절이 일어납니다. 

특히, 표면이 딱딱하고 매끈한 장애물일수록 반사가 잘 일어나지요. 표면이 울퉁불퉁하거나 부드러운 장애물을 지날 땐 반사뿐만 아니라 굴절도 함께 일어나고요. 이때 소리 에너지는 여기저기 부딪히며 점점 에너지를 잃어요. 그 결과, 소리 크기가 줄어들지요. 그래서 소리가 퍼져나가는 경로에 장애물을 두면 소리를 줄일 수 있습니다. 자동차나 공사장 소음을 막기 위해 도로에 세운 방음벽과 집에서 생기는 생활 소음을 막기 위한 이중창과 커튼이 그 예죠. 

소음을 막아주는 방음재에는 소리를 차단하는 ‘차음재’와 소리를 흡수하는 ‘흡음재’가 있어요. 차음재는 두껍고 단단한 재료를 주로 사용해 재료 표면에 닿는 소리를 반사시켜요. 흡음재는 플라스틱이나 유리, 목재 등을 재료로 만드는데, 내부에 공기 구멍이 많고 표면은 울퉁불퉁해요. 소리가 흡음재를 통과하며 공기 구멍이나 재료와 충돌해 에너지 크기가 줄어들지요. 그래서 소리가 작게 들린답니다.

통합과학 넓히기

비행기 소음을 헤어드라이기 소음으로 줄인다?!

6월 18일 영국 베스대학교 재료 및 구조센터 마이클 메어 교수팀은 비행기 엔진 소음을 줄일 수 있는 소재를 개발했다고 발표했어요.

연구팀이 만든 소재는 프랑스의 과자 ‘머랭’처럼 내부에 공기 구멍이 많아요. 밀도는 낮고 부피가 크지요. 연구팀은 접착제로 사용하는 액체 고분자 화합물에 강도가 센 나노 물질인 ‘그래핀 산화물’을 넣고 빠르게 휘저으며 섞었어요. 그러자 이 재료들이 서로 단단히 결합하며 액체 혼합물 속에 많은 공기 방울이 생겼지요. 이후 이 혼합물을 벌집 모양의 틀에 넣고 굳혀 단단하게 만들었어요. 연구팀이 만든 소재는 1m3 당 2.1kg로 매우 가볍지요.

연구팀은 이 소재가 소음을 얼마나 줄일 수 있는지 실험했어요. 그 결과 105dB(데시벨)의 소리가 이 소재를 통과하면 90dB 정도로 줄어 든 것을 확인했어요. 90dB은 헤어드라이기 정도의 소음이에요.

항공기 엔진에는 열을 일정하게 유지 시켜 고장이나 폭발을 막기 위해 단열재가 사용돼요. 연구팀은 이 소재로 단열재를 만들어 항공기의 무게를 늘리지 않고도 소음을 줄일 계획이에요. 이 소재는 공기 구멍이 많아 열을 막아줄 수 있기 때문이에요.
마이클 메어 교수는 “항공 우주 분야뿐 아니라 건축 분야에 사용할 수 있다”고 설명했답니다.

에필로그

“2021년 올해의 신인상을 발표하겠습니다. 주인공은 바로! 동화마을의 도깨비!”
꿀록 탐정이 TV를 켜자 익숙한 얼굴이 나타났어요! 방음벽을 설치했던 그 도깨비였죠.
“모두 제게 가수의 꿈을 키워준 혹부리 영감님과 이웃들에게 피해를 주지 않고 연습할 수 있도록 도와준 꿀록 탐정님 덕분입니다! 앞으로 더욱 열심히 연습하겠습니다. 감사합니다!”
도깨비는 눈시울을 붉히며 소감을 전했답니다.