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세렌게티? - 포스트잇 목록

조회 : 11653 | 2009-04-13

세렌게티? - 포스트잇
접착제란 물체와 물체를 붙이는 재료입니다. 송진 등을 두 물체 사이 넣어두면 이들이 붙는다는 것을 발견한 것이 그 시초입니다. 이후에 녹말풀이나 다양한 화합물들을 접착제로 사용하게 되었어요. 여러분들도 풀(glue)을 많이 사용하지요?
접착제에는 어떤 것이 있을까요? 오공본드와 같은 수성 접착제, 수 초 만에 접착시키는 순간접착제, 그리고 특수한 목적에 사용되는 에폭시 접착제 등 종류가 많아요.
그렇다면 접착제에서 가장 중요한 것은 무엇일까요? 당연히 강한 접착력입니다. 앞에서 돌멩이 같은 것들은 손가락의 표피세포들이지요. 와우! 신기하지요? 테이프를 손에 붙였다 떼었을 때 생기는 지문은 바로 테이프의 접착력에 의해서 손에서 떨어져 나온 표피세포였던 것입니다.



그림. 뺨의 표피세포(500배)
뺨의 표피세포

그림. 입술의 표피세포(500배)
입술의 표피세포


이것은 스카치테이프로 떼어낸 뺨과 입술의 표피세포입니다. 신체 부위에 따라서 모양이 약간씩 다르지요? 그렇다면 접착제들은 접착력이 강할수록 좋은 것인가요? 대개는 그렇지만, 그렇지 않은 경우도 있습니다. 어떤 경우일까요?



1) 세렌디피티(serendipity)의 법칙
케냐와 탄자니아의 국립공원인 세렌게티(Serengeti) 대평원에 서식하는 수백만 마리의 누떼와 얼룩말, 영양들은 건기와 우기에 맞추어 대이동을 합니다. 그리고 악어들이 우글거리는 강을 목숨을 걸고 건너지요. 동물의 왕국에서 흔히 볼 수 있는 장면입니다.
그런데 세렌게티가 아니라 '세렌디피티의 법칙'을 아나요?
이것은 생각지 못했던 것을 우연히 발견하는 능력을 말합니다. 옛 페르시아의 우화 ‘세렌딥의 세 왕자들’의 능력에서 유래되었어요. 그러나 이러한 능력은 반드시 우연만은 아니랍니다. 대부분은 주어진 문제를 해결하기 위하여 끊임없이 궁구하다 보면, 그 답이 우연한 기회에 발견되는 경우인 것입니다.
‘포스트잇’의 발견도 ‘세렌디피티의 법칙’이 적용된 예이지요.
1968년, 3M에 근무하던 ‘스펜서 실버’가 개발한 접착제는 접착력이 좋지 않아서 폐기되었지요. 어느 날 그의 친구 ‘프라이’는 교회에서 찬송가를 부르다가 책을 떨어뜨려, 그 사이에 끼워둔 쪽지들이 바닥에 흩어져버립니다. 그 때 ‘프라이’는 ‘실버’가 개발했던 접착제를 떠올렸어요. 결국에는 폐기될 뻔한 접착제로부터 용도에 따라서 붙였다 뗐다 할 수 있는 접착력이 약한 포스트잇이 탄생되었던 것입니다.



2) 포스트잇(Post-it)
이것이 단지 우연이었을까요? 아니요. ‘프라이’는 항상 자신이 연구하는 접착제에 대한 생각으로 가득 차 있었지요. 그러다가 우연한 기회에 ‘책에 완전히 부착되지 않으면서도 땅에 떨어졌을 때 떨어지지 않는 포스트잇을 생각할 수 있었던 것입니다.
다음은 메모용 포스트잇입니다. 일반 접착테이프에는 접착력이 강한 0.1 ∼ 0.2 ㎛의 작은 접착 입자가 발라져 있어서 한번 붙으면 쉽게 떨어지지 않아요. 반면에 포스트잇에는 접착력이 약한 50 ㎛ 정도의 접착 입자가 캡슐 형태로 듬성듬성 있기 때문에 쉽게 붙였다 떼어낼 수 있습니다.



그림. 포스트잇의 접착면과 접착되지 않는 부분(500배)
포스트잇의 접착면과 접착되지 않는 부분


포스트잇의 접착제는 2001년에 특허가 만료되었기 때문에 누구나 만들 수 있습니다. 그러나 포스트잇, 포스트잇 노트, 그리고 카나리아 색은 3M의 고유한 상표로 등록되어 있기 때문에 이들 이름은 사용할 수는 없어요. 포스트잇의 위에 표시된 TM은 Trade Mark의 약자로서 등록 상표라는 표시입니다.



그림. 3M 매직테이프를 붙이기 전, 유리에 붙인 후, 떼어낸 후(500배)
매직테이프를 붙이기 전, 유리에 붙인 후, 떼어낸 후


이것은 3M 매직테이프입니다. 테이프를 붙이면 모양이 일그러졌다가 떼어 내면 접착 입자의 모양이 원래 상태로 되돌아갑니다. 아래는 책갈피 용 포스트잇의 접착제입니다. 접착제 입자가 있는 부분과 없는 부분의 경계가 분명하지요?



그림. 견출용 포스트잇의 표면(500배)
견출용 포스트잇의 표면

3) 또 다른 세렌디피티
포스트잇 외에도 우연히 발견되는 예는 많습니다. 노벨은 불안정한 다이나마이트를 안정시킬 방법을 찾던 중, 밖으로 새어나온 니트로글리세린이 주위의 규조토와 섞일 때 안정한 것을 발견했지요. 노벨도 ‘니트로글리세린을 어떻게 안정시킬까?’라는 고민을 하고 있었던 것이지요.
아스피린도 원래는 바이엘이 만든 실패한 염료였습니다. 그러나 우연히 아스피린이 해열과 진통에 효과가 있음이 밝혀졌고 오늘날에는 가장 많이 사용하는 약이 되었지요. 또한 플레밍의 페니실린 발견, 괴혈병을 막아주는 비타민C 등 모두 끊임없는 노력 끝에 찾아왔던 우연의 결과인 것입니다.



4) 접착제 없이도 붙인다?
그렇다면 접착제들은 어떤 원리를 이용한 것일까요?
첫째, 물질들 사이에는 서로 당기는 힘, 즉 인력이 작용합니다. 그러나 매끄러운 물체의 표면도 현미경으로 보면 울퉁불퉁하지요. 따라서 두 물체를 접촉시킬 때, 이러한 틈새는 물체들 사이의 인력을 방해하지요. 접착제는 이 틈 사이로 스며들면서 공기를 밀어내기 때문에 물체-접착제-물체의 인력으로 붙는 것입니다.
둘째, 앵커 효과라는 기계적인 힘을 이용하지요. 접착제가 굳으면 울퉁불퉁한 물체 표면의 요철에 마치 지퍼가 맞물리듯이 걸리기 때문에 단단하게 붙어 있는 것입니다.



그림. 접착제의 원리와 지퍼가 잠긴 모양(30배)
접착제의 원리와 지퍼가 잠긴 모양


따라서 접착제가 없어도 물체를 붙일 수 있습니다. 바로 진공을 이용하는 것입니다. 즉 물체 사이에 있는 공기를 빼내면 외부에서 작용하는 공기의 압력에 의해 붙는 것이지요. 이것이 바로 공기가 존재한다는 증거입니다. 물론 작은 틈새가 생기면 공기가 들어가서 접착력이 없어지기 때문에 접착제를 사용하여 틈새가 생기지 않도록 고정시켜 주는 역할을 하는 것입니다.



그림. 거울에 붙어있는 고리
거울에 붙어있는 고리

5) 순간접착제의 원리
순간접착제가 다른 접착제보다 더 빨리 붙는 이유는 무엇일까요?
순간접착제의 주성분인 시아노아크릴라이트는 공기 중의 수분에 의해 순간적으로 고분자로 되면서 굳어요. 따라서 순간접착제는 공기 중 수분과 접촉해야 하기 때문에 얇게 발라야 접착이 잘 됩니다. 또한 고분자가 되기 전에는 유동성이 큰 액체이기 때문에 표면의 틈새로 잘 스며들어 다른 접착제보다 더 접착력이 강한 것입니다.
순간접착제는 외상의 봉합제, 정맥 등의 혈관 접착, 부러진 뼈의 접착 및 치과재료 등 환자들의 치료에도 널리 사용되고 있어요.



6) 함께 해 볼까요?
밥이나 밀가루 등을 이용한 접착제 외에 쉽게 만들 수 있는 접착제는 없을까요? 있습니다. 바로 우리가 즐겨 마시는 우유로도 접착제를 만들 수 있습니다.
200 mL 우유를 냄비에 붓고 약하게 가열하여 김이 나기 시작하면 불을 끄고, 식초를 두 스푼 정도를 넣고 천천히 저어줍니다. 우유가 몽글거리면 천으로 걸러서 물기를 제거하면 숙성시키지 않은 치즈가 되지요. 이것을 잘 저어서 반죽하면 카세인 접착제가 됩니다.



그림. 우유로 접착제를 만드는 과정
우유로 접착제를 만드는 과정


카세인 접착제를 깨진 물건 등에 바른 다음 30분 정도 건조시키면 단단하게 붙어 있는 것을 확인할 수 있습니다. 간단하지요?



이것은 무엇일까요?
아름다운 광채가 나는 보석은 물리적으로 단단하여 오래 보관할 수 있고, 양이 많지 않으며 장식에 이용되는 귀한 광물이에요. 이러한 보석은 개인마다 귀하게 여기는 정도가 다르기 때문에 명확한 정의는 없습니다.
그러나 보석은 많은 사람들이 갖고 싶어 하지요. 특히 다이아몬드는 신랑과 신부의 영원한 사랑을 맹세하는 의미로 결혼식 예물로 교환하기도 합니다. 지금은 과학기술의 발달로 인해서 대부분의 천연보석은 인공적으로 합성할 수도 있습니다.




무엇일까요?


그렇다면 이것(500배)은 무엇일까요?
이 보석은 특이하게도 한 가지 색깔만이 아니라 다양한 색깔을 나타내고 있어요. 그러나 건조한 곳에서 보관하면 손상되기 쉽습니다. 왜냐하면 이 보석의 내부에 있는 수분이 증발되어 금이 생기기 때문이지요.



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