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자유자재로 변하는 플러버 만들기 목록

조회 : 22602 | 2005-01-12

1. 실험 목적
영화 ‘플러버’에서 보면 과학 천재인 필립 브레이너드 교수가 획기적인 물질인 플러버를 개발한다. 초록색 고무처럼 생긴 이 놀라운 발명품은 엄청난 탄력으로 자유자제로 형체를 바꾸고 수많은 알갱이로 흩어졌다 하나로 모이기까지 하면서 여러 가지 재미있는 일을 벌인다. 그렇다면 이 플러버를 직접 만들어 볼 수는 없을까? 특수효과로 표현된 플러버를 간단한 실험을 통해 직접 만들어 보자.



2. 실험준비물
가열장치, 자석가루, PVA 수지접착제(액체풀), 붕사, 종이컵 2개, 나무젓가락, 식용색소, 물, 일회용장갑



3. 실험방법
첫째, 탱탱볼 만들기
① 물 100ml 에 붕사를 30g 정도 넣어 녹인다. 녹인 용액에 원하는 색깔의 색소를 조금 넣는다
*붕사는 약국에서 구입
② PVA풀 약40g 정도를 다른 컵에 담는다
*PVA풀은 문방구에 없으면, 화공약품 상에서 구입
③ 풀을 젓가락으로 저으면서 만들어 놓은 붕사 용액을 조금씩 섞는다
④ 젤리처럼 굳어진 것을 꺼내어 비닐장갑을 끼고 공모양으로 반죽하면서 물을 짜낸다
*플러버를 공처럼 만들 때 반죽을 오랫동안 주물러야 부서지지 않고 잘 튄다
⑤ 물기를 제거한 후 1m의 높이에서 교실 바닥에 떨어뜨려 보고 튀어오르는 높이를 측정하여보자

둘째, 얇은 막 플러버 만들기
① 붕사가 녹아있는 물을 끓여서 풀과 섞어, 같은 방법으로 만들어 본다
② 양손으로 잡고 늘여서 막처럼 만들어보자

셋째, 철가루를 섞어 만들기
① 풀에 철가루를 섞고 붕사수를 혼합하여 철가루가 섞인 플러버를 만들어 본다
② 자석을 가까이 대어보면 어떻게 되는가? 

 

 





4. 실험 속 과학원리
이 실험은 폴리비닐알콜(PVA)과 붕사를 이용하여 끈끈하면서 뭉클거리는 고분자 물질을 만들어 보고, 관찰하는 것이다.

붕사는 테트라붕산나트륨(Na2B4O7·10H2O)이라는 물질로 물에 녹으면 pH 9정도의 염기성 용액이 된다. PVA(폴리비닐알코올)는 비닐 알콜이 반복되는 구조를 갖고 있는 고분자로 그 구조에 수산화기(-OH)가 있어서 다른 고분자에 비해 물에 잘 녹는다.

고분자의 수산화기(-OH) 사이를 붕산이온이 끼어들어 서로 엉키게 만들어 준 것이 플러버다. 계속 손으로 반죽을 하는 동안 수분이 빠지면서 분자들 사이에서는 결합이 일어난다. 공모양으로 반죽한 후 땅에 튕겨보면 탄력이 강해진 것을 알 수 있다. 이때 반죽을 충분히 하지 않으면 결합이 일어나지 않아 부서지는 것이다. PVA와 붕사가 결합하면 긴 사슬구조가 이루어면서 고무의 특징을 갖게 만든다. 합성고무는 탄성이 크다. 즉 통통 튀는 플러버를 만들 수 있는 것이다. 고무의 성질을 가지고 있으면서 성형이 비교적 자유로운 플라스틱과 같다고 해서 플러버(flastic + rubber)라는 이름이 붙여졌다. 플러버를 낮은 온도에서 잡아당기면 결합들이 잘 끊어지지 않아서 힘을 가장 많이 받는 부위가 갑자기 끊어진다.

또한 붕산수를 끓여서 반죽하게 되면 얌체공이 질겨져서 상당한 면적으로 늘일 수 있는 것을 알 수 있다. 만일 이 반죽에 철가루를 입히면 반죽이 자유자재로 움직이는 것도 볼 수 있다. (영화 플러버에 나오는 공처럼...)



폴리비닐알콜(PVA) + 붕사(B(OH)4) → 고분자 사슬구조의 물질


폴리비닐알콜(PVA)는 수용성 합성접착제의 일종으로 용매인 물이 증발되면서 접착 성분이 굳어지는 성질이 있다. 따라서 물이 묻으면 접착력이 없어지는 단점이 있지만 종이와 목재를 접착시키는데 에는 유용하게 사용된다.
* 물풀은 폴리비닐알콜과 성분이 거의 유사하므로 물풀을 대신 사용해도 된다. 







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