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장수의 레시피는 OOOO

비눗방울이 깨지는 건 중력과 증발 때문이에요. 비눗방울이 만들어짐과 동시에 중력은 비누막의 물을 지구 중심을 향해 잡아 당겨요. 그러면 비눗방울의 위쪽 막이 얇아지죠. 여기에 물이 증발하면 그렇잖아도 얇아진 비누막이 더욱 약해져요. 그러다 공기 중에 먼지가 비눗방울에 접촉하는 등 여러 과정이 복잡하게 작용하면 비눗방울은 결국 ‘펑’ 터지지요.

비눗방울을 오래 유지할 순 없을까요? 1월 18일, 프랑스 릴대학교의 에이메릭 록스 연구원팀은 비누 대신 플라스틱 입자와 글리세롤을 이용해 기포를 만들고 465일 동안 유지했지요. 이 기포는 ‘에버래스팅 버블(장수 기포)’이란 이름을 얻었지요.

연구팀은 에버래스팅 버블을 만들기 위해 작은 플라스틱 입자를 글리세롤과 물이 담긴 그릇에 가득 띄웠어요. 입자들은 서로 모여 오돌토돌한 뗏목을 형성했지요. 연구팀은 입자 아래에 주사기로 약간의 공기를 주입해 기포를 만들었어요. 이어서 숟가락으로 기포를 굴려 모든 표면을 플라스틱 입자로 뒤덮었지요.

그러자 비눗방울이 터지는 원인을 막을 수 있었어요. 플라스틱 입자는 중력이 물을 아래로 끌어내리는 효과를 완화했어요. 해변에 만든 모래성이 물이 빠져도 모래의 응집력 탓에 제 모양을 오래 유지하는 것과 같은 원리죠. 플라스틱 입자는 공기 중 먼지가 기포에 접촉하는 것도 막아줘요. 글리세롤은 물과 친화력이 높아 공기 중 수증기를 흡수함으로써 물의 증발 효과를 완화해주죠.

버블은 모두 5주 이상 생존했는데, 글리세롤의 농도가 75%일 때 생존 기간이 465일로 가장 길었어요. 록스 연구원은 “465일째 버블이 깨질 때 녹색으로 변해 있었다”며, “버블에 미생물이 자라서 깨진 것으로 추정된다”고 말했어요. 연구팀은 같은 방법으로 피라미드 모양의 버블을 만들어 2022년 3월 9일 현재 420일 넘게 유지 중이랍니다.

✔에버래스팅 버블의 생존 비결은?

연구팀은 비눗방울과 가스마블, 에버래스팅 버블을 만들어 생존 기간을 비교했다. 비눗방울은 1분 만에 깨졌다. 물과 플라스틱 입자로만 만든 ‘가스 마블’은 중력 효과는 막았지만 물의 증발로 6분 만에 깨지기 시작했고, 9분 만에 완전히 말랐다. 에버래스팅 버블은 중력 효과와 증발 효과를 모두 막아 465일간 살아남았다.

●인터뷰

에이메릭 록스(프랑스 릴대학교 IEMN 박사과정연구원)

“비눗방울은 기초물리학의 보물!”

 Q에버래스팅 버블을 만든 계기가 뭐예요? 

처음엔 가스마블의 노화 과정을 이해하는 게 목표였어요. ‘가스마블’은 2017년 프랑스 물리학자들이 만든 기포예요. 작은 플라스틱 입자로 구형 껍질을 만들어 내부에 압축된 기체를 저장할 수 있다는 걸 발견한 연구였죠. 우리는 가스마블의 노화 원인을 없애는 데 성공했고, 운 좋게 ‘에버래스팅 버블’을 만들 수 있었답니다. 이것이 구형만이 아니라 다양하게 응용될 수 있다는 걸 보여주기 위해 피라미드 모양으로도 만들었어요. 

 Q과학자들이 비눗방울 연구에 왜 관심을 가질까요? 

가스마블과 비눗방울은 물질의 변형과 움직임을 연구하는 ‘유변학’ 등을 연구하기에 좋은 자원이에요. 우리 연구는 ‘가스마블’이라는 독특한 물체에 대한 기초물리학적 의문을 풀고, 안정적인 거품을 만들거나 습도 센서를 만드는 데 응용될 수 있을 거랍니다.