자연에서는 몰포나비처럼 색소가 없이도 색을 내는 경우가 많다. 백합이 눈같이 하얗게 보이는 이유도 꽃잎 세포 속에 있는 미세한 기포 때문이다. 조류의 깃털, 모피의 불투명한 흰색도 기포의 효과이며 연체동물이나 산호류 등은 탄산칼슘의 미세한 입자로 인해 색을 낸다.

그런데 이런 구조색은 구조의 변화에 따라 변할 수밖에 없다. 나비의 색은 보는 각도와 빛의 입사각에 따라 다른 빛을 보인다. 심지어는 스스로 구조를 바꿔 색을 바꾸기도 한다. 카멜레온이 대표적인 경우이다.

카멜레온은 주변 환경에 따라 피부색을 순식간에 바꾸는 것으로 유명하다. 그런데 그것이 색소에 의한 것이라면 카멜레온은 순식간에 피부에 색소를 합성하고 분해하는 능력을 갖춰야 한다. 기존의 색소를 제거하는 능력도 필요한데, 이는 색소를 만드는 것보다 훨씬 힘든 작업이다.

카멜레온의 피부에는 빛을 반사하는 층이 2개 있는데, 카멜레온은 피부를 당기거나 느슨하게 하는 방법으로 이 층의 나노결정의 격자구조를 바꿀 수 있다. 격자구조가 미세하게 변하면 흡수하고 간섭하는 빛의 파장대도 바뀜으로써 피부색이 바뀌는 것이다.

그러고 보면 자연에는 우연한 구조의 색이 아주 많다. 무지개의 색, 쪽빛 바다나 옥빛 바다도 색소에 의한 색이 아니고 우연한 빛의 흡수현상으로 나타나는 색이다.

이런 구조색은 자연만 만드는 것은 아니다. 우리도 생각보다 많은 구조색을 만들고 있다. 단지 거의 대부분 흰색이라 그것이 구조색이라는 것을 별로 인식하지 못할 뿐이다. 투명한 계란 흰자를 휘핑하면 미세한 공기와 지방 입자가 만들어지면서 새하얀 색이 된다. 아이스크림이나 생크림도 휘핑해서 만들어진 흰색이다.

사실 공기든 물이든 지방이든 그 크기가 1마이크로미터(㎛) 전후가 되면 빛의 산란현상이 극대화된다. 안개가 투명한 물로 만들어졌지만 미세한 입자라 빛을 산란시키고, 아주 작은 양이라 안개 속에는 물을 전혀 느끼지 못해도 멀리서는 완전히 하얗고 아무것도 안 보이는 것과 같은 원리이다.

하지만 나머지 색은 만들기가 쉽지 않다. 색의 흡수 파장 크기에 딱 맞는 나노 구조를 엄청난 숫자로 만들어야 하기 때문이다. 그런 기술은 식품보다 섬유 쪽에 훨씬 먼저 개발이 가능할 것이다.

지금도 섬유에 그런 구조색의 활용이 어느 정도는 가능하다고 한다. 예를 들어 섬유에 구조를 만들어 흰색이나 불투명한 색을 만드는 것인데, 문제는 그 주름 사이로 물이 들어가면 구조색의 효과가 사라져 투명해진다는 것이다. 그런 섬유로 옷이나 수영복을 만들었는데 비를 맞거나 물에 들어가면 그 순간 옷이 비닐처럼 투명해질 텐데 그런 수영복이 무슨 쓸모가 있겠는가.

최낙언 (주)편한식품정보 대표

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