[우리가 몰랐던 과학 이야기] (8) 온도에 따라 색이 변하는 비밀...시온 안료

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책상 위에 있는 머그잔! 목이 너무 말라 물을 마시기 위해 머그잔을 입에 대는 순간 입에서 나온 한마디 “앗! 뜨거워!”. 누구나 한번쯤 겪었을 경험이리라 보입니다.

위험천만한 순간을 미리 알려주는 컵이 있다고 합니다. 온도에 따라 색이 변화하는 컵으로, 다들 한번쯤 본 적이 있을 텐데요. 어떻게 컵이 온도에 따라 색이 변하는 것일까요? 아무리 봐도 신기하기만 합니다. 온도에 따라 변하는 색에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

◆시온 안료

차갑거나 뜨거운 물을 넣으면 색이 변하는 물통은 온도 변화에 따라 색이 변합니다. 이렇게 물통의 색이 변하는 이유는 바로 시온 안료 때문입니다. 이른바 ’카멜레온 물감’이라고 불리는데, 온도에 따라 색상이 변하는 안료입니다. 기준 온도에 도달하면 색깔이 없어졌다가 다시 온도가 내려가면 원래로 돌아갑니다. 물론 원래의 색깔로 돌아가지 않는 비가역성 시온 안료도 있으나, 이번에는 가역성 제품에 대해서만 알아보도록 하겠습니다.

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시온 안료가 이렇게 온도에 따라 색이 변하는 현상을 열변색성이라고 하는데요. 열변색성이 일어나는 원리는 마이크로 캡슐 안에 존재하는 고체 용매가 온도가 올라가면서 녹아 액체로 변하는 데 있습니다. 이때 색을 나타내는 두 물질이 분리되면서 투명하게 되고, 반대로 온도가 내려가면 다시 결합하여 원래의 색을 나타내는 것입니다. 즉 시온 안료는 사실 투명해지거나 본연의 색을 표현하고 있는데요. 그럼에도 물통이 다양한 색상을 나타내는 것은 기준 온도가 서로 다른 다양한 시온 안료를 사용하여 온도에 따라 다양한 색상을 표현할 수 있기 때문입니다. 시온 안료가 투명해지면 기본 안료의 색상이 나타나도록 할 수도 있습니다.

◆주방용품

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겨울철 뜨거운 커피 한잔이면 하루의 피로가 풀리게 되는데요. 바쁜 일상에 쫓겨 부주의하면 자신도 모르게 뜨거운 커피를 입으로 가져가게 됩니다. 이럴 때 컵이 미리 경고를 해주면 좋을 것 같다고 상상하곤 하는데요. 온도에 따라 색이 변하는 컵만 있으면 이런 걱정을 할 필요가 없습니다. 이제는 짐작하지 마시고 눈으로 직접 확인하세요!

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아기는 어른보다 연약합니다. 어른 기준으로 무언가를 판단하여 아이들에게 적용하면 위험할 때가 많은데요. 특히 뜨거운 음식물을 줄 때면 혹시 너무 뜨거워하지 않을까 거듭 불어가며 아이의 반응을 살피게 됩니다. 이때 시온 안료를 쓴 숟가락을 사용하면 안전하게 식사를 할 수 있습니다. 아이에게 뜨거운 온도면 색상이 변해 위험 신호를 알려주기 때문에 식사 전 가볍게 숟가락을 음식물에 담가보기만 하면 걱정을 덜 수 있습니다.

◆패션 아이템

‘패션 피플’이라면 누구나 새롭고 다양한 모습을 보여주고 싶어합니다. 그렇다고 많은 옷을 들고다니거나 수없이 집에 들러 갈아입을 수도 없는데요. 온도에 따라 변화하는 옷이 있다면 어떨까요?

시온 안료를 사용한 옷은 사람의 체온에 영향을 받는데요. 사람의 활동에 따라 체온이 변화되고, 신체에 닿는 면적에 따라 옷에 전해지는 온도가 다르다는 점을 이용한 것입니다. 그래서 입고 있는 동안 체온의 변화에 따라 다양하게 변화하는 옷이 탄생할 수 있었습니다. 평범한 하얀 티셔츠가 지겹다면 체온에 따라 색이 변하는 옷을 입고 나가보세요.

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패션 아이템 중 가장 많이 만지고, 위치를 바꿔가며 착용하는 것은 아마도 핸드백일 것입니다. 왼손으로 들었다가 오른손으로 옮겼다가, 물건을 꺼내기 위해 열었다 닫기를 반복하면서 지속적으로 만지게 되는데요. 이런 핸드백에도 시온 안료가 적용되었습니다. 손으로 전해지는 체온을 통해 만지는 모양에 따라 패턴이 생겼다 사라지기를 거듭하며 자신만의 개성을 표현할 수 있습니다.

시온 안료는 온도에 따라 색이 변하는 독특한 특성으로 다양한 용도로 활용되고 있는데요. 최근에는 자동차 도색과 인테리어 용품, 건축자재 등에도 쓰이면서 그 활용범위가 점점 넓어지고 있습니다. 그래서 앞으로의 등장할 시온 안료의 활약이 더욱 기대됩니다.

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.