화가로 변신한 홍학 기자가 특별한 그림을 그리려고 해요. 종이에 그리는 평범한 그림이라고 생각했다면 오산! 마술보다 더 신기한 과학 원리로 색다른 그림을 그려볼 거예요.

 

 

 

 

 

왜 이런 일이?

→ 그림이 거울에서 분리되어 물 위에 뜬다.

 

 

그림이 뜨는 건 유성펜으로 그렸기 때문이에요. 유성펜은 물이 아닌 기름에 녹는 잉크가 든 펜이에요. 네임펜, 매직, 칠판 펜 등이 유성펜에 속해요. 물 분자는 수소와 산소로 이뤄져 있어요. 수소는 상대적으로 양전하를, 산소는 음전하를 띠어요. 전기적 성질이 양전하와 음전하로 나뉘는 것을 ‘극성’이라고 해요. 물 분자처럼 극성을 띠는 물질은 전하를 띠지 않는 무극성 물질과 반응하지 않아요.

유성펜 잉크에는 무극성인 안료가 녹아 있어요. 반면 거울 표면은 극성이에요. 유성펜으로 거울에 그림을 그리면 잉크가 거울 속으로 스며들지 못하고 표면 위에 얹혀만 있어요. 이 상태로 거울을 물에 넣으면 극성인 물이 거울과 잉크 사이를 파고들어요. 그 결과 그림이 거울에서 떨어져 나와 물 위에 둥둥 뜬답니다.

 

 

 

아무것도 없던 투명한 필름을 살짝 구부렸더니 앵무새 그림이 스르륵 나타났어요. 마치 마술 같죠? 최근 신기한 필름이 실제로 개발됐어요!

 

평소에는 투명하다가 구부리면 숨겨진 그림이 드러나는 필름이 개발됐어요.

울산과학기술원(UNIST) 연구팀은 광학 보안 필름에 특별한 주름 구조를 새겨 필름을 구부리면 그림과 색이 나타나는 기술을 개발했다고 7월 8일 발표했어요.

광학 보안 필름은 빛을 받으면 그림이 드러나는 얇은 막이에요. 필름을 구부리면 표면에 주름이 생기고 주름에 닿은 빛이 여러 방향으로 갈라지면서 그림과 색깔로 보여요. 필름을 구부릴 때만 주름으로 그림과 색이 나타나기 때문에 복제하기 어려워요. 그래서 위조를 막아야 하는 지폐나 여권 같은 물건에 주로 쓰여요.

기존 필름의 주름은 무작위로 생기거나 한 방향으로만 났어요. 무작위 주름은 방향이 제각각이라 그림이 흐릿하게 보였고 한 방향으로 난 주름은 방향이 고정돼 원하는 모양대로 그림을 새기기 어려웠죠.

연구팀은 주름층에 동그란 구멍을 뚫는 방법을 떠올렸어요. 필름을 구부리면 구멍 가장자리에 부챗살처럼 휘어진 주름이 생겨요. 구멍에서 먼 곳에는 곧게 뻗은 주름이 생기죠. 원하는 모양대로 구멍을 뚫으면 그 모양을 따라 휘어진 주름이 생겨 그림을 나타낼 수 있어요. 연구팀은 둥근 구멍을 여러 개 뚫어 필름을 구부리면 앵무새 그림이 나타나는 보안 필름을 만들었어요. 여러 각도로 500번 구부려 성능을 확인했지요.

그 결과 모든 각도에서 앵무새가 끊기지 않고 나타났고 색도 계속 바뀌었지요. 연구팀은 “위조 방지와 휘어지는 디스플레이 등에 활용할 것”이라고 전망했어요.

 

 

 

물체는 빛을 반사해요. 사람은 물체에서 반사된 빛이 눈으로 들어와야 그 물체를 볼 수 있어요. 지퍼 백 속 그림이 안 보이는 이유는 그림에서 반사된 빛이 눈에 도달하지 못했기 때문이에요.

 

비밀은 빛의 ‘굴절’에 있어요. 빛은 한 물질 속에서는 곧게 나아가지만 공기에서 물로 가는 것처럼 서로 다른 물질의 경계면을 지날 때는 진행 방향이 꺾여요. 이렇게 빛의 진행 방향이 바뀌는 현상을 굴절이라고 불러요.

 

그림이 담긴 지퍼 백을 물에 넣으면 빛은 그림에서 반사돼 우리 눈에 도달하기까지 여러 물질의 경계면을 통과해야 해요. 지퍼 백 속 공기에서 지퍼 백으로, 지퍼 백에서 물로, 물에서 공기로 나아가는 동안 빛은 여러 번 굴절하면서 진행 방향이 크게 꺾여요. 그 결과 반사된 빛이 우리 눈에 닿지 않을 수 있어요. 그림이 보이느냐 보이지 않느냐는 반사된 빛이 굴절을 거쳐 우리 눈까지 도달하느냐에 달려 있답니다.