d라이브러리

① 비료로 만든 결정꽃

추운 겨울, 방안에서 예쁜 꽃을 만들어 보는 것은 어떨까. 물론 진짜 꽃은 아니다. 비료와 본드, 그리고 약간의 식기 세제로 예쁜 결정의 꽃을 피워보자. 만들어지는 색색의 결정을 눈꽃과 비교해보는 것도 좋을 것이다.

■왜 그럴까?

요소용액은 모세관 현상 때문에 종이나 돌의 미세한 틈을 따라 윗 부분까지 따라 올라간다. 용액이 공기와 접하는 면적이 커지면 물이 빨리 증발하면서 녹아있던 요소는 결정화된다. 세제의 역할은 용액의 표면장력을 감소시켜 요소용액이 물체들을 타고 올라가는 것을 돕는다. 그리고 본드는 결정들이 단단하게 달라붙을 수 있도록 한다. 일반 공업용 본드는 물과 잘 섞이지 않기 때문에 사용할 수 없다.
예쁜 꽃을 피우려면 세제의 양을 잘 조절해야한다. 적당한 속도로 올라가면서 물이 증발되면 요소 결정들이 달라붙어 예쁜 꽃송이가 만들어 진다. 겨울철은 건조하기 때문에 증발 속도가 매우 빠르다. 종이나 유리잔의 윗부분까지 올라가기도 전에 바닥에서 결정이 생겨 버리는 경우가 많은데, 이때는 랩 같은 것을 덮어서 증발의 속도를 조절하면 된다.

② 정전기로 형광등 켜기

추운 겨울이면 어김없이 '찌릿' 하며 찾아오는 정전기. 이 정전기를 붙잡아 놓을 수 있는 방법은 없을까. 또 정전기로 형광등을 켜보는 것이 어떨까.

■왜 그럴까?

서로 다른 두 물체를 마찰시키면 핵 주위를 돌고 있는 전자가 한 물체에서 다른 물체로 쉽게 이동한다. 이 때 전자를 잃은 물체는 (+)전기를 띠게 되고 전자를 얻은 물체는(-)전기를 띈다. 즉 털가죽으로 PVC 막대를 문지르게 되면, 털가죽은(+)전기를 띠게 되고 PVC 막대는(-)전기를 띠게된다. 이와 같이 (-)전기를 띠고 있는 PVC막대에 있던 전자들의 일부가 알루미늄 포일과 컵을 싸고 있는 포일로 이동한다. 이 과정을 여러번 반복하면 알루미늄 포일에는 많은 전자들이 모인다. 즉 알루미늄 포일로감은 2개의 컵이 축전기 역할을 하는 셈이다.
한 손을 컵에 대고 다른 한 손은 줄 모양의 알루미늄 포일에 접촉시키면 '찌릿' 하며 다가오는 순간적인 전하의 흐름을 경험할 수 있다. 여러 사람이 손을 맞잡고 해도 같은 결과를 얻을 수 있다.
이러한 전자의 흐름을 형광등에서도 확인할 수 있다. (-)로 대전된 자 모양의 알루미늄포일에 형광등을 가까이 가져가면 형광등 한쪽의 텅스텐 와이어 전극봉에서는 다른쪽으로 전자가 튀어나간다. 이 전자가 형광등 내부의 수은 원자와 충돌해 자외선을 방출한다. 이것이 형광등 벽에 있는 형광물질과 부딪히면서 순간적으로 빛을 발한다.

③ 달걀 먹는 세제

우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 세제에는 효소가 들어 있다. 이러한 효소 세제가 일반 세제와 어떻게 다른지 달걀 흰자를 가지고 알아본다.

■왜 그럴까?

효소는 생체 내에서 일어나는 화학반응을 돕는 촉매다. 촉매는 반응 속도가 느린 화학반응을 빠르게 하거나 그냥 두어서는 아무런 변화가 일어나지 않는 경우에 쓰인다. 그 자신이 변화하지 않으므로 아주 조금만 사용해도 된다. 생체 내에서 일어나는 모든 화학반응에 효소는 촉매로서 관여한다.

우리가 음식을 먹으면 입안에서부터 위와 장을 통과하는 동안 음식물들은 소화효소에 의해 잘게 부서지면서 혈액에 녹을 수 있는 형태로 변한다. 따라서 소화가 안될 때 먹는 대부분의 소화제에는 소화효소가 들어 있다.

효소 세제는 세제에 효소가 첨가된 것. 여기의 효소들은 때를 분해시켜 때가 물에 녹을 수 있도록 만든다. 때를 옷감에서 분리시키는 효과만 있는 일반 세제와 다른 점이다. 즉 빨래를 보다 쉽게 할 수 있다는 얘기다. 이 때 첨가된 효소는 단백질과 지방질 분해 효소다. 실험에서 달걀 흰자의 크기가 줄어든 이유도 바로 세제의 분해효소가 달걀의 단백질을 분해해 버렸기 때문이다. 효소는 촉매로 사용하는 것이므로 아주 조금만 사용해도 충분한 효과를 얻을 수 있다.

그렇다면 효소 세제로 빨래를 가장 효과적으로 하려면 어떻게 해야 할까. 효소가 활동하는데 가장 적당한 온도는 대략 체온과 비슷하다. 효소는 단백질로 이루어져 있으므로 일정한 온도 이상으로 온도가 높아지면 단백질이 변성돼 활성을 잃어버린다. 또 온도가 너무 낮아도 효소는 작용하지 않는다. 그러나 낮은 온도에 있던 효소는 온도를 다시 높여 주면 활성을 회복한다. 따라서 효소세제를 사용해 빨래를 할 때는 따뜻한 물을 사용하는 것이 좋다. 또 적당한 시간 동안 담가둬 때가 분해될 시간을 주는 것이 좋다. 만약 빨래를 삶을 때 효소세제를 사용한다면 효소의 역할은 기대할 수 없다. 단백질이 주성분인 모직물이나 견직물의 세탁에 효소세제를 사용하면 옷감이 손상될 수 있으므로 주의해야 한다.