▶학습주제

-물의 상태 변화 이해하기. 인공 눈 제작 원리 이해하기

-폴리아크릴산나트륨 특성 알아보기

▶실험 주의사항

-인공 눈가루는 인터넷 과학사에서 구입할 수 있다

-인공 눈가루를 입에 넣거나 먹지 않도록 한다

-인공 눈가루에 물을 너무 많이 넣으면 젤처럼 변한다


인공 제설기 없이도 간단히 인공 눈을 만들 수 있다. 집에서 손쉽게 만들 수 있는 인공 눈, 바로 이 '재료'만 있으면 가능하다.

실험에서 인공 눈가루에 물을 부으면 건조하고 딱딱하던 가루가 몽글몽글 부풀어 오르는 모습을 관찰할 수 있다. 반응 속도가 빨라서 순식간에 부풀어 오르는데, 이때 막대로 저어주면 가루들이 마치 눈이 쌓이듯 소복하게 컵을 채운다. 손으로 가루를 만져보면 보들보들하고 시원해 마치 눈을 만지는 것과 비슷한 촉감을 느낄 수 있다.

실험에 사용된 인공 눈가루의 정체는 '폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate)'이다. 이 성분은 백색의 가루로, 점성이 크고 물을 잘 흡수하는 성질이 있다. 때문에 물을 부었을 때 이를 모두 흡수하면서 가루 자체의 크기가 커진 것이다. 이렇게 부풀어 오른 인공 눈가루를 바람이 잘 통하는 곳에서 건조시키면 수분이 빠져 나가며 원래의 가루로 돌아간다.

폴리아크릴산나트륨은 현재 여러 곳에서 사용되고 있다. 물을 잘 흡수하는 성질 덕분에 기저귀 등의 습윤제로, 또 식품의 점도를 높이거나 촉감을 향상시키는 성질 덕분에 식품 첨가물로도 많이 사용된다. 특히 밀가루 속 단백질의 점착력을 강화시키고 반죽 중 수분의 함량을 일정하게 유지해 오랫동안 촉촉하게 해 주기 때문에 빵이나 케이크, 마카로니, 스파게티 등에 많이 첨가된다.

열에 강한 특성(섭씨 약 300도까지 분해되지 않음)으로 인해 가열처리가 필요한 식품에도 사용할 수 있다. 그 밖에 케첩, 마요네즈, 아이스크림, 캐러멜 등에도 들어간다. 단, 폴리아크릴산나트륨을 첨가할 때는 식품의 0.2% 이하로 사용해야 한다.

눈이 오지 않는 3월에도 스키장에서 스키를 즐길 수 있는 이유는 바로 인공 눈 덕분이다. 인공 눈은 제설기로 만들어진다. 제설기는 아주 작은 입자로 된 물을 공중에 뿌리고 땅에 떨어지기 전에 얼려서 인공 눈을 만들어 낸다. 때문에 제설기를 작동할 때는 일반적으로 기온이 영하 상태여야 한다. 하지만 최근에는 기술의 발달로 섭씨 3도만 넘지 않으면 인공 눈을 만들 수 있다. 습도가 낮으면 물이 얼음이 되는 온도인 0도보다 조금 높아도 눈을 만들 수 있는 성질을 이용한 것이다.

유기현 과학칼럼니스트

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