새해가 되면서 준비해야 할 한가지가 있다면, 역시 다이어리가 아닐까요? 한 해 동안 느낀 감정을 기록하고 해야 할 일을 정리하는 다이어리는 현대인의 필수품이라고 할 수 있는데요. ‘다꾸(다이어리 꾸미기)’라는 신조가 생길 정도로 많은 사람들이 다이어리 작성에 열정을 불태우고 있습니다. 그런데, 이 ‘다꾸’에도 화학 원리가 필요하다는 사실! 알고 계셨나요? 다이어리를 예쁘고, 슬기롭게 꾸미기 위해! 다꾸 속 화학 원리에 대해 알아볼까요?
01
펜 중의 펜, 만년필
만년필은 잉크를 사용하는 펜의 한 종류로 잉크의 종류, 펜촉의 종류에 따라 여러 필기체를 구사할 수 있는 문구입니다. 우리나라에서는 입학이나 취업, 승진 선물 등 고급 선물로 활용되는 경우가 많다면, 유럽과 중국 등의 나라에서는 학생들도 자주 쓰는 대중적인 필기구로 사용되고 있습니다.
과거 만년필로 작성한 문서는 보관이 용이하다는 평이 있었는데요. 그 이유는 만년필에 사용되는 ‘블루블랙 잉크’ 때문입니다. 고전 잉크라고도 불리는 이 잉크는 ‘철(Fe)’과 탄닌 성분이 함유되어 있는데요. 블루블랙 잉크의 철은 2가 철 이온(Fe2+)으로 2개의 전자를 잃은 물질입니다. 2가 철 이온은 색이 옅어 청 색소를 포함해서 잉크를 만들게 되는데요. 이로 인해 글씨를 쓰는 순간에는 잉크가 푸른 색을 띠게 됩니다. 이후 잉크의 철이 산소와 결합해 3가 철 이온(Fe3+)이 되는데, 3가 철 이온은 탄닌과 결합해 검게 변해 글씨도 검은색이 됩니다. 탄닌과 결합한 철 분자는 구조가 안정적으로 변해 햇볕이나 습기로 인한 파괴가 적습니다.
02
우리만의 비밀 이야기 사라지는 볼펜
다이어리를 쓸 때 펜을 가장 많이 쓰게 되는데요. 볼펜의 단점이라면 깔끔하게 지워지지 않는다는 것이죠. 볼펜으로 쓴 글씨가 틀리면 수정액이나 수정 테이프로 지울 수는 있지만, 바탕 종이가 흰색이 아니면 색깔 때문에 도드라져 보이기도 하고 수정한 부분이 울퉁불퉁 튀어나오기도 해 거슬린 적 있으시죠? 과학 원리를 사용하면, 틀린 글씨를 깔끔하게 사라지게 할 수 있습니다!
지우개가 달린 ‘지워지는 볼펜’은 열 감지성 잉크를 쓰는데요. 열 감지성 잉크는 류코 염료, 현색제(顯色劑·developer)*, 변색 온도 조정제로 구성되어 있습니다. 이 중 류코 (leuco·흰색의, 무색의) 염료는 무색의 잉크를 말하는데 상온에서는 현색제와 결합해 색을 내지만, 지우개로 지우며 발생하는 마찰열에 현색제가 변색온도조정제와 결합하면 원래의 무색을 나타냅니다. 즉 지우개로 마찰열을 발생시켜 글씨의 색을 변화시키는 셈이죠. 하지만 주의할 점은 영하 10℃ 이하에서는 글씨가 나타나기 시작해 영하 20℃ 이하에서는 완전히 되살아난다고 하니까요. 낮은 온도에서는 지운 글씨가 살아나지 않도록 주의해주세요!
반면, 가만히 두면 글씨가 사라지는 ‘기화펜’도 있습니다. 아무에게도 들키고 싶지 않은 속내를 털어놓거나, 여러 번 문제집을 반복해 풀어야 하는 수험생들에게 유용하죠! 티몰프탈레인(C28H30O4) 이라는 산-염기 용액이 포함된 이 펜은 정확히 말하자면 ‘중화펜’이라고 부르는 것이 맞습니다. 이 펜은 글씨를 쓰면 푸른 색을 띠지만, 잉크 속 염기 용액이 공기 중 이산화탄소와 반응해 탄산나트륨이 생성되는데요. 티몰프탈레인은 pH 10.5 이상에서는 푸른 색을 띠지만, 탄산나트륨으로 인해 pH농도가 9.3 이하로 낮아지면 무색으로 변하게 됩니다. 이를 보고 공기 중 잉크가 날아간다고 생각할 수 있죠.
*현색제: 색깔을 내는 재료로서 발색 성분을 포함하고 있는 요소
03
사랑은 연필로 쓰세요…지우개가 지워야 하니까!
연필은 1560년대에 발견된 흑연을 막대에 끼워 사용한 것을 시작으로 지우개가 발명되기 전까지 밀랍 덩어리나 자투리 빵을 이용해 연필을 지웠습니다. 빵이 지우개의 역할을 했다니 흥미로운 사실이죠? 최초의 지우개는 1772년 고무가 흑연을 지울 수 있다는 것을 우연히 알게 되며 발명되었습니다.
지우개는 종이 섬유 사이에 박혀 있는 흑연 입자를 모으는 방식으로 글씨를 지웁니다. 글씨가 쓰인 종이를 지우개로 문지르면 종이 섬유 속 흑연 입자가 고무에 달라붙고, 문지르는 과정에서 고무 찌꺼기가 발생하며 글씨가 지워지는 것이죠!
현재 생산되는 지우개는 플라스틱으로 만드는데요. 딱딱한 플라스틱을 말랑하게 만들기 위해 프탈레이트 계열의 가소제*를 사용합니다. 지우개에 사용되는 가소제는 고온에서 기화되는데, 이 때문에 플라스틱으로 만든 자와 지우개를 붙여두면 지우개 속 가소제가 기화해 플라스틱 자를 녹이면서 서로 찰싹 들러붙게 되는 것이랍니다. 이런 현상은 특히 여름철에 더 자주 일어날 수 있고요.
*가소제: 성형이나 가공을 하기 쉽게 하려고 플라스틱이나 합성 고무에 첨가하는 물질
04
다꾸 필수품, 뗐다 붙였다 스티커
다꾸의 필수템이라고 할 수 있는 스티커! 다양한 모양과 색깔, 저렴한 가격에 많은 분들이 애용하는데요. 요즘은 여러 표면에 붙일 수 있고, 뗐다 붙여도 접착력을 유지하는 스티커가 많이 사용되고 있습니다.
스티커의 접착에는 감압성 접착제를 사용합니다. 감압성 접착제란 고분자물질을 적당한 용매에 녹여 만든 것입니다. 스티커를 붙일 때 손으로 꾹 누르면, 압력에 의해 용매는 날라가고 고분자 물질만 남아 접착이 되는 방식이죠.
특히, 포스트잇처럼 여러 번 뗐다 붙이는 스티커는 이 접착 성분의 분자 모양이 동그란 원 모양인데요. 붙일 때는 압력에 의해 접착 분자가 눌려 접착이 되지만 뗄 때는 다시 원형의 분자로 돌아가 재사용이 가능하답니다.
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무엇이든 다 붙인다! 알아두면 쓸모 있는 접착제 이야기
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다이어리를 쓰다 보면, 좋은 일도 나쁜 일도 모두 기록하게 되죠. 그리고 언젠가 다이어리에 쓰인 모든 일들이 ‘추억’으로 부를 수 있는 순간이 옵니다. 요즘은 디지털 기술의 발달로 화학 원리 없이도 다양한 다꾸가 가능하지만, 오늘만큼은 화학의 힘을 빌려 손수 다이어리를 꾸며보는 것은 어떨까요? 한땀한땀 다이어리를 꾸미다 보면, 모든 순간이 행복했다는 것을 알게 될 테니까요!
종합 케미칼 & 에너지 리더,
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