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우리 주변에 있는 간단한 물질의 성질을 이용해서 크리스마스 카드나 연하장을 직접 만들어 봅시다. 여기에 간단히 무늬를 찍어내는 방법과 결정으로 글씨쓰기, 보이지 않는 글씨쓰기를 소개합니다.

실험 1. 무늬 찍어내기

우선 무늬를 종이에 찍어내는 방법을 알아보죠. 그러기 위해서는 무늬가 될 나뭇잎이나 망사(이외에도 무늬와 틈새가 있는 물건이면 됨), 그리고 무늬를 찍어낼 얇은 종이(한지)와 크레용 또는 크레파스, 다리미가 필요합니다.

먼저 나뭇잎의 양쪽 면을 크레용으로 빈틈없이 칠하세요. 색칠을 꼼꼼하게 하는 것이 좋습니다. 그리고 종이를 반으로 접은 다음 그 사이에 나뭇잎을 넣고, 종이 위를 뜨거운 다리미로 한 번 살짝 눌러줍니다.

열이 가해져서 온도가 파라핀왁스의 녹는 점을 지나게 되면 왁스가 녹으면서 색소가 종이에 무늬를 흔적으로 남기게 됩니다. 종이에 나뭇잎 모양대로 그림이 나타나게 되는 거죠. 아주 간단한 방법이죠!

크레용에 대해 좀 더 알아볼까요? 크레용의 원료는 색소와 파라핀왁스랍니다. 파라핀은 파라핀계 탄화수소를 말하는데, 흔히 석랍(石蠟) 즉, 파라핀왁스를 뜻하는 말로 쓰입니다.

파라핀왁스는 상온에서 무색 내지 백색 고체상인 파라핀계 탄화수소로 열 알코올 에테르에 녹는 성질이 있지요. 파라핀은 원유의 윤활유 유분(油分)을 냉각해 압착여과하거나 용제탈랍(溶劑脫蠟)에 의해 유분을 제거한 다음, 황산으로 세정(洗淨)하거나 백토(白土)처리해 탈색시킴으로써 완성됩니다.

파라핀왁스의 종류는 녹는 점에 따라 분류되는데, 대체로 44-50℃, 50-58℃, 58-65℃의 3가지 정도로 나눕니다. 파라핀왁스가 양초, 성냥, 전기절연 재료, 방습재료 등에 사용된다는 것은 알고 있겠지요.

① 먼저 다리미 나뭇잎 흰종이 크레용을 준비한다.
②나뭇잎의 양면에 빈틈없이 크레용을 칠한다.
③종이를 반으로 접은 다음 그 사이에 나뭇잎을 넣고 다리미로 종이를 접은 다음 그 사이에 나뭇잎을 넣고 다리미로 나뭇잎을 넣고 다리미로 종이를 한번 살짝 누른다.
 

실험 2. 반짝이는 글씨쓰기

다음은 반짝반짝 빛나는 결정으로 글씨를 쓰는 방법을 알아볼까요. 이때 필요한 것으로는 소금, 물, 짙은 색의 종이, 붓 등입니다. 소금 대신 설탕이나 과학시간에 보았던 황산구리도 괜찮아요. 황산구리를 쓴다면 흰색 대신 파란색의 글씨를 쓸 수 있어요.

먼저 소금 3티스푼을 물 1／4컵에 녹인 다음 붓에 소금용액을 묻혀서 짙은 색종이 위에 글씨를 쓴 후 종이를 말립니다. 빨리 말리고 싶다면 부엌에 있는 오븐이나 전자렌지를 사용해도 좋지만 종이를 누렇게 태우지 않도록 조심해야 합니다. 완전히 마른 종이 위에는 희고 반짝이는 글씨가 결정으로 나타납니다.

소금물 즉, 염화나트륨(NaCl)수용액 속의 물이 증발한 후 건조한 소금 결정만을 남겨 놓은 것입니다. 증발이란 물질이 액체에서 기체로 변하는 과정이지요. 액체 분자들은 각각 다른 속도나 다른 방향으로 계속 운동을 하고 있는데, 그 중에서 충분한 속도를 가지고 표면에 도달한 액체 분자들은 기체가 될 수 있습니다. 종이를 가열하는 것은 증발 과정이 더 빨리 일어날 수 있게 해주지요.

①소금(또는 설탕이나 황산구리도 좋음), 물, 짙은 색종이. 붓, 물만 있으면 반짝이는 글씨를 쓸 수 있다.
②황산구리로 글씨를 쓰면 흰색 대신 파란 글씨가 가능하다.
 

보너스 실험.보이지 않는 글씨쓰기와 읽기

레몬이나 귤, 컵, 붓, 엷은 색의 종이, 넓은 그릇, 요오드팅크(요오드 성분이 들어 있는 약품이면 됨)가 필요한 물품입니다. 우선 레몬즙을 컵에 짜낸 후 붓에 레몬즙을 묻혀서 적당한 크기의 종이 위에 글씨를 씁니다.

그러나 글씨가 잘 보이지 않을 겁니다. 종이를 말리세요. 종이가 마르는 동안 넓은 그릇에 물 1컵을 붓고, 요오드팅크 20방울을 떨어뜨려 잘 젓습니다. 그리고 잘 마른 글씨를 쓴 종이를 요오드용액 속에 넣습니다.

어떤 일이 일어날까요? 글씨가 쓰여진 곳을 제외한 종이의 모든 부분이 푸른 보라색으로 변합니다. 글씨는 진한 색으로 변한 배경 때문에 눈에 잘 띄게 나타납니다. 어째서 이런 일이 일어날까요? 종이 속에 들어 있는 녹말은 요오드와 반응해 요오드-녹말 분자를 형성하는데, 이 분자들은 푸른 보라색입니다. 이것은 녹말의 확인반응으로 많이 쓰이는 반응이지요.

반면에 비타민 C는 요오드와 결합해 색이 없는 분자를 형성합니다. 레몬즙으로 글씨가 쓰여져 있는 부분은 레몬즙에 들어 있는 비타민 C로 종이가 둘러싸여 있기 때문에 종이의 색깔이 변하지 않는 것이지요.

비타민 C의 효과를 더 확실히 알아보고 싶다면, 시중에서 구할 수 있는 비타민 C 제품을 물에 녹인 후 요오드 용액과 섞어 보세요. 요오드 용액의 옅은 갈색이 완전히 없어지고 투명해지는 것을 볼 수 있을 겁니다.

① 레몬(또는 귤), 컵, 붓, 엷은 색종이. 넓은 그릇, 요도드팅크를 준비한다.
②레몬즙을 짜낸 다음 붓에 레몬즙을 묻혀서 종이 위에 글씨를 쓴다.
③글씨(물기)가 마른 다음 종이를 요오드팅크를 탄 물에 담근다.
④글씨를 쓴 부분을 제외한 종이의 모든 부분이 푸른 보라색으로 변해 글씨를 읽을 수 있다.