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코로나19 예방을 위한 손 씻기에는 반드시 비누 혹은 핸드워시, 손 세정제 등을 이용해야 한다. 비누를 포함한 손 세정제는 살균 소독제가 아니다. 그런데 어떻게 비누가 코로나19 바이러스를 사멸시킬 수 있을까? 바로 비누가 가장 대표적인 계면활성제이기 때문이다. 우리가 일상적으로 사용하는 치약, 세숫비누, 면도크림, 샴푸, 주방용 중성세제, 세탁용 염기성 세제 등에는 모두 공통적으로 계면활성제가 들어있다. 일반적으로 많은 사람들이 계면활성제라고 하면 세제를 생각하는데, 계면활성제는 세제뿐 아니라 먹는 음식에도 활용된다. 오늘은 바이러스를 사멸시키는 비누뿐 아니라, 최근 인기를 끌고 있는 달코나 커피 속 숨은 계면활성제의 역할을 함께 알아보도록 하자!   간단한 실험으로 확인하는 계면활성제의 능력 물(극성 물질)과 기름(비극성 물질)처럼 서로 성질이 완전히 달라 섞이지 않은 물질을 같이 섞어두면 경계면이 생기게 된다. ‘계면활성제’는 바로 이렇게 서로 다른 성질의 경계면에서 활동할 수 있는 분자를 뜻한다. 이 계면 활성제라는 말 자체가 계면, surface를 active 하게 해 준다는 의미이다. 물하고 기름 사이의 그 경계면을 활성화시켜서 경계를 없애게 해 주는 것이 바로 그 역할. 그래서 물과 기름을 섞이게 할 수 있다. 간단한 실험이지만 계면활성제의 능력을 확인할 수 있는 실험이 있다. 물과 기름에 아무것도 넣지 않고 섞어주면 일정 시간이 지나면 다시 분리가 된다. 하지만 물과 기름에 계면활성제를 넣고 섞어주면 경계면은 순식간에 사라지고, 물과 기름이 잘 섞이는 상태가 되는 것을 확실하게 눈으로 확인할 수 있다. ▲물과 기름 사이에 뚜렷한 경계면이 있는 상태에 계면활성제를 투여하고 젓기 시작하면 물과 기름의 경계면이 순식간에 사라지기 시작한다.…

‘보는 것’은 어떤 과정을 거치는걸까? 아침에 일어나서 눈을 뜨는 순간 광원으로부터 공기를 지나 우리 눈 속으로 들어온 빛은 투명하고 탱글탱글한 볼록렌즈인 수정체에서 ‘굴절’이 일어나면서 망막에 상이 맺히게 된다. 이때부터 잠자리에 들 때까지 눈을 깜빡거리는 순간을 제외하고는 하루 종일 빛의 ‘굴절’을 경험하게 되는 셈이다. 필자가 며칠 전 구매한 갤럭시S20 울트라는 선명한 OLED 화면이 인상적인데, 이 화면에서 나온 빛 역시 매질이 달라질 때마다 ‘굴절’하면서 나의 망막에 도달하게 된다. 이로 인해 망막의 시각세포가 흥분하면 그 흥분을 시각 신경이 전달하게 되어, 마침내는 대뇌의 시각령에서 시각이 성립되게 된다. 우리가 ‘본다(視,see)’ 라는 것을 과학적으로 표현하면 이러한 과정을 거치게 되는 것이다. ▲ 소의 눈에 있는 수정체, 빛이 수정체를 지나면서 굴절하기 때문에 확대된 글자를 보게 된다   다른 매질을 만나면 꺾이는 빛 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 그 경계면에서 진행 방향이 꺾이는 현상을 ‘굴절’이라고 한다. 매질에 대한 정의를 보면, ‘매질(medium)’은 ‘파동에 의한 요동을 이곳에서 저곳으로 전달해 주는 매개체’이다. 빛이 공기를 통과할 땐 공기가 매질이 되고, 빛이 물속을 지나갈 땐 물이 바로 매질이 된다. 굴절 현상은 빛이 각각의 매질을 통과하는 속도가 다르기 때문에 일어나는데, 공기 속을 지나갈 때 빛의 속도는 투명한 유리를 통과할 때보다 더 빠르다. 두 매질에서 빛의 속도 차이가 크면 클수록 더 많이 굴절하게 된다. 진공을 지나가던 빛이 다른 매질을 만나면 얼마나 많이 꺾이는지 그 정도를 ‘굴절률’로 표시한다. 각 매질에서의 굴절률을…

최근 유행하고 있는 코로나바이러스감염증-19(Coronavirus disease-2019, COVID-19)으로 전 세계가 비상이다. 바이러스 감염이 일어난 지역이 더 늘어나고 마스크와 손소독제 품절 사태가 반복되고 있다는 얘기들이 매일 아침 뉴스 첫 번째 소식으로 다뤄지고 있다. 그렇다면 이렇게 우리 주위에서 공포감을 조성하는 바이러스란 무엇인지, 세균과는 무엇이 다르며, 예방을 위한 손소독제는 어떤 과학적 원리로 작용하는지 알아보자. 집에서 직접 만들 수 있는 DIY 손소독제 제조법도 함께!   세균(Bacteria)은 생물! 하지만 바이러스(Virus)는?! ▲세균(좌)과 바이러스(우)의 모습 세균, 박테리아, 바이러스와 같이 다양한 용어를 사용하면서 간혹 세균과 박테리아를 종류가 다른 미생물로 알고 계신 분들도 있다. 하지만 ‘Virus’는 번역된 한국말 용어 없이 그냥 ‘바이러스’이며, 영어로 ‘박테리아(Bacteria)’를 번역한 말이 ‘세균’이다. 즉 세균과 박테리아는 같은 말인 것이다. 그리고 세균은 세포막으로 감싸여 있으니 생물의 기본단위인 세포가 있고, 또 효소를 분비해서 물질대사도 하기에 확실한 생물로 인정하지만, 이에 비해 바이러스는 생물로 인정하지 않는다. 그렇다고 무생물이냐? 그것도 아니다. 즉 생물과 무생물의 중간형이다. 바이러스는 핵산(Nucleic Acid – DNA, RNA)과 단백질을 가지고 있으며 살아있는 숙주세포 내에서는 물질대사와 증식을 하고, 게다가 유전과 돌연변이까지 하는 면으로 보아 생물적인 특징을 가지고 있다. DNA, RNA를 가지고 자기와 닮은 바이러스인 새끼 바이러스를 만들 수 있다는 뜻이다. 집에 아무리 성능이 좋은 컴퓨터가 2대 있더라도 어느 날 새끼 컴퓨터가 태어나는 일은 없지 않나. 그러나 암 수 두 마리의 개를 키운다면 개는 생물이기에, 어느 날 강아지가 태어나기도 한다. 새끼 바이러스를 만든다는 것은 바이러스의 가장 큰 생물학적 특징이다. 하지만…

부엌에서도, 놀이동산에서도 과학의 원리를 어렵지 않게 찾을 수 있다. 세상은 온통 과학! 우리가 과학 그 자체에 둘러싸여서 살고 있다는 사실! 그럼 지금부터 본격적으로 생활 밀착형 과학 이야기를 시작해 보고자 한다. 이 글을 읽는 여러분 중에 집밥을 직접 해 드시는 분들이 많지 않을 수 있다. 하지만 적어도 라면 정도는 직접 끓여 보셨을 것이다. 그런데 라면을 끓이다가 국물이 넘치게 되면 파란색을 나타내던 가스 불꽃이 갑자기 노란색으로 변하는 것을 관찰할 수 있다. 왜 그럴까? 이유를 알기 위해서는 먼저 금속의 불꽃 반응 현상을 이해해야 한다.   각종 금속들의 다양한 불꽃 반응색 과학시간에 익히 들어봤던 다양한 금속원소의 불꽃 반응 실험을 직접 해보자. 왠 뜬금없는 실험이냐고 할 수도 있지만 일단 해보자. 염화나트륨, 염화구리, 염화리튬, 염화칼륨을 각각 페트리 접시에 조금씩 넣고 스포이트를 이용해 메탄올 혹은 에탄올과 같은 알코올을 위에 뿌려준다. ▲ 금속원소별 불꽃 반응 각각의 원소들에 불을 붙이면 각각 노랑, 청록, 빨강, 보라 불꽃의 화려하고 멋진 컬러 불 쇼를 감상할 수 있다.   비금속 원소는 나타나지 않는 불꽃 반응색 실험에 사용한 ‘염화나트륨, 염화구리, 염화리튬, 염화칼륨‘은 모두 염소를 포함하고 있는 화합물들이다. 불꽃 반응 실험을 했을 때 이 모든 화합물이 동일한 불꽃 색상을 보였다면 이것은 염소의 불꽃 반응색깔인 것으로 추측할 수 있다. 하지만 각각 다르기 때문에, 염소의 불꽃 반응이 아니라 각각 다르게 포함되어있는 나트륨, 구리, 리튬, 그리고 칼륨이 원인이 된 색상이 나타났다는 것을 알 수…