비둘기 기자는 가을을 맞아 친구에게 편지를 쓰기로 했어요. 평범한 편지는 재미없는 법! 과학 원리로 쓰는 비밀 편지에 도전했답니다. 친구는 비둘기 기자의 의도를 찰떡같이 알아챌 수 있을까요?

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도전 실험
쓱쓱 바르면 글씨가 보인다! 비밀 편지

비둘기 기자가 종이에 비타민C 용액으로 글씨를 썼어요. 글씨는 색도 없고 투명해서 눈에 보이지 않았죠. 하지만 비둘기 기자는 친구가 편지를 읽을 거라고 확신했답니다. 상처가 났을 때 바르는 아이오딘 용액만 있으면 되거든요! 

 

준비물
비타민C 가루, 아이오딘 용액, 물, 붓, 종이

➊ 비타민C 가루를 물에 녹여요.

➋ 붓에 비타민C를 녹인 물을 묻히고 종이에 글씨를 써요.

➌ 아이오딘 용액에 물을 1 대 1로 섞어요.

➍ 글씨 위에 아이오딘 용액을 발라요.

➎ 숨어 있던 글씨가 짜잔! 나타나요.

왜 이런 일이?
➔비타민C 용액으로 쓴 글씨가 하얗게 드러나요.

글씨가 보이는 건 비타민C와 아이오딘 사이에 ‘산화·환원 반응’이 일어났기 때문이에요. 물질이 다른 물질과 반응할 때 전자를 주고받을 수 있어요. 물질이 전자를 잃으면 ‘산화’, 전자를 얻으면 ‘환원’이라고 해요. 

비타민C는 다른 물질에 전자를 쉽게 내주는 성질이 있어요. 반면 아이오딘은 전자를 쉽게 받아들이는 성질이 있어요. 비타민C로 쓴 투명한 글씨에 검붉은 아이오딘 용액이 닿으면 비타민C가 아이오딘에 전자를 주고 산화돼요. 아이오딘은 그 전자를 받아 환원돼 아이오딘화 ‘이온’으로 바뀌죠. 이온은 원자가 전자를 잃거나 얻어 전기적 성질을 띠는 상태예요. 아이오딘화 이온은 빛을 거의 흡수하지 않아 우리 눈에 투명하게 보여요. 아이오딘 용액이 비타민C에 닿은 부분마다 숨은 글씨가 드러나지요. 

돌돌 말린 몸이 스르륵 감겼다 풀리며 살아 있는 것처럼 움직이는 소프트 로봇이 개발됐어요. 모터 없이 화학 반응만으로 스스로 움직인답니다. 어떻게 가능할까요?

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과학자들은 나선 구조를 감았다가 풀며 움직이는 덩굴손을 모방해 소프트 로봇을 만들려고 해요.

2026년 2월 김연수 포스텍 신소재공학과 교수팀이 스스로 감기고 풀리는 나선 모양 소프트 로봇을 개발해 발표했어요. 소프트 로봇은 딱딱한 금속이 아닌 유연한 소재로 만든 로봇이에요. 개발한 로봇은 물을 잔뜩 머금은 젤리 같은 물질인 하이드로젤로 만들었어요. 나선 모양 구조에서 화학 반응이 일어나 저절로 움직여요.  

소프트 로봇에 덩굴손의 나선 구조를 활용하면 복잡한 장치 없이 가벼운 재료로도 크게 움직일 수 있어요.  덩굴손은 나선 구조를 감았다가 풀면서 큰 움직임을 만들어요. 기존에는 성질이 다른 재료를 합쳐 팽창하는 정도의 차이로 나선 구조를 만들었지만, 모양을 세밀하게 조절하기는 어려웠어요.

연구팀은 하이드로젤 용액에 자외선 흡수제를 넣고 나선판으로 빛을 가린 채 자외선을 쬐었어요. 그러자 하이드로젤 곳곳에서 고분자의 촘촘함과 물을 머금는 양이 달라지며 하이드로젤이 나선 모양으로 휘었어요.

나선형 하이드로젤 안에는 금속 원소인 루테늄 화합물이 들어 있어요. 연구팀은 하이드로젤을 산화·환원 반응이 계속 일어나는 용액인 BZ 용액에 담갔어요. 루테늄이 산화되면 하이드로젤이 물을 더 잘 머금어 부풀고, 환원되면 물을 내보내며 줄어들어요. 

BZ 용액 속에서 루테늄 화합물이 산화와 환원을 반복하자 하이드로젤도 부풀었다가 줄었어요. 외부에서 전기나 열을 가하지 않아도 나선형 하이드로젤이 저절로 감겼다가 풀렸죠. 연구팀은 “외부 자극 없이 스스로 움직이는 로봇을 만드는 데 활용될 것”이라고 전했어요.

실험 하나 더!
검게 변한 은을 되살려라!

비둘기 기자는 친구와 맞춘 우정 액세서리를 꺼냈어요. 한동안 쓰지 않았더니 은 액세서리가 새까맣게 변해 있었죠. 다시 반짝이게 되돌릴 방법은 없을까요?

준비물
변색된 은제품, 알루미늄 포일, 그릇, 끓는 물, 베이킹소다, 소금

※주의: 끓는 물을 다룰 때는 반드시 보호자와 함께하세요.

➊ 그릇을 알루미늄 포일로 감싸요.

➋ 베이킹소다와 소금을 각각 한 숟가락씩 넣어요.

➌ 뜨거운 물을 붓고 잘 저어요.

➍ 색이 변한 은제품을 넣어요.

➎ 5~10분 뒤 꺼내면 은제품이 반짝이는 은빛을 되찾아요.

왜 이런 일이?
➔ 알루미늄 덕분에 은이 전자를 돌려받아 다시 반짝여요.

은수저나 은 액세서리를 공기 중에 오래 두면 표면이 검게 변해요. 공기 속 황 성분이 은과 반응해 검은색의 황화은이 생기기 때문이에요. 황화은이 생길 때 은은 전자를 잃고 산화되며 은 이온이 돼요. 실험에서 은제품이 다시 반짝인 이유는 황화은 속 은 이온이 전자를 받아 금속 상태의 은으로 바뀌었기 때문이에요.

황화은 속 은 이온에 전자를 준 건 알루미늄 포일에 든 알루미늄이에요. 알루미늄은 은보다 전자를 잘 내어주는 금속 원소예요. 알루미늄 포일에 베이킹소다와 소금, 뜨거운 물을 넣으면 소금과 베이킹소다가 물에 녹아 전하를 띤 이온으로 나뉘어요. 이온들이 물속을 이동하면서 알루미늄과 은 사이 전자가 계속 이동하도록 도와주죠.

여기에 변색된 은제품을 넣으면 알루미늄은 전자를 잃어 산화되고, 황화은 속 은 이온은 그 전자를 받아 환원돼요. 전자를 받은 은 이온은 다시 금속 상태의 은으로 바뀌어요. 그 결과 검게 변했던 은제품은 원래의 은빛을 되찾는답니다.