향기가 폴폴~ 방향제 만들기

인간이 향을 처음으로 이용한 곳은 종교 의식에서였다. 지금으로부터 약 4,000~5,000년 전, 향기가 있는 식물을 태워 그 향을 이용했다. 시간이 지나면서 향은 왕족이나 귀족들의 사치품으로 사랑받게 됐으며 훗날 그 범위가 일반인들에게까지 확대되며 대중화되기 시작했다.

오늘날에는 향수나 방향제 등 향을 이용한 제품들이 많이 출시되고 있다. 거실이나 화장실 벽에 붙여놓고 필요할 때마다 누르면 액체가 뿜어져 나오는 방향제, 스프레이처럼 칙칙 뿌리는 방향제, 옷장 속이나 책상 위에 놓아두면 향이 발산되는 방향제 등 다양한 형태의 방향제가 우리 주변을 향기롭게 만들어 주고 있다. 천연 방향제를 직접 만들어 보며 향기가 퍼져나가는 현상에 대해 알아보자.


[교과과정]
초등 3-1 우리 생활과 물질
초등 4-1 모습을 바꾸는 물
중등 1 물질의 세 가지 상태


[학습주제]
분자들의 움직임 알아보기
확산 현상 이해하기
생활 속에서 찾아볼 수 있는 확산 현상 찾아보기

<실험 방법 및 원리>





<실험동영상>




*실험 참고사항 : 송곳을 사용할 때는 손이 다치지 않도록 주의하세요.
크리스털 결정은 물을 100배 이상 흡수하므로 너무 많이 넣으면 안 됩니다.
플라스틱 용기 대신 재활용 병을 사용해도 됩니다.


향수 냄새나 음식 냄새는 냄새가 발생한 지점에서 어느 정도 멀리 떨어진 곳에서도 맡을 수 있다. 설탕을 녹인 물을 마시면 어느 부분을 마시든 똑같이 단맛이 난다. 물에 잉크를 한 방울 떨어뜨리면 잉크가 주변으로 퍼져 나간다. 이 세 가지 현상의 공통점은 무엇일까?

바로 물질을 구성하는 분자들이 스스로 끊임없이 운동하고 있다는 것이다. 분자들은 스스로 움직여 기체나 액체 속으로 퍼져나간다. 이런 현상을 ‘확산’이라고 한다. 실험에서 크리스털 결정에 떨어뜨린 향료 분자 역시 공기 중으로 확산된다. 뚜껑을 닫아도 송곳으로 뚫어놓은 구멍을 통해 향료 분자가 빠져나가며 주변 공기 속으로 퍼져 나간다. 향료 분자는 시간이 지날수록 주변으로 확산되며 그 향이 줄어드는데, 이때 물과 향료를 다시 넣어 주면 재사용할 수 있다.

냄새가 나는 것을 감지할 수 있는 건 우리 몸의 ‘코’ 덕분이다. 코는 생명을 유지하기 위한 중요한 호흡기관이자 동시에 냄새를 맡는 후각기관이다. 코의 안쪽에 위치한 후각세포에는 약 1,000만 개의 후각신경이 있는데, 이곳에서 기체 상태의 화학물질을 받아들인다. 이 자극은 대뇌로 전달돼 어떤 냄새인지 구분하게 된다. 뇌는 냄새를 기억하고 있기 때문에 같은 냄새를 맡으면 금방 알아챌 수 있다.

감기에 걸리거나 코가 막히면 냄새를 잘 맡지 못하게 된다. 냄새분자가 후각세포를 자극하는 것을 콧물이 방해하기 때문이다. 또 후각신경에 염증이 생겨 냄새를 제대로 맡기 힘든 경우도 있다. 냄새를 잘 맡지 못할 때는 음식의 맛도 느끼기 힘들다. 후각세포가 냄새를 잘 맡지 못하면 뇌가 미각만으로 음식의 맛을 감지하기 때문이다. 이렇듯 일상생활 속 다양하게 맡을 수 있는 향기를 비롯해 음식의 맛을 풍부하게 음미할 수 있는 이유도 모두 후각세포 덕분이다.

글 : 유기현 과학칼럼니스트

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[실험] 악취 싹~ 섬유 탈취제 만들기

“오늘 회식이다!”
“오랜만에 고기 좀 구워볼까?”
삼겹살에 목살, 돼지갈비까지…, 다양한 고기들을 배불리 먹은 것까지는 좋았는데, 다 먹고 나오자 온몸에 고기냄새가 진동을 한다. 이걸 어쩐다, 하지만 냄새고 뭐고 어서 가서 쉬고픈 마음뿐이다. 지하철에 성큼 올라타 자리를 잡으니 주변 사람들이 코를 틀어막거나 힐끗힐끗 쳐다본다. ‘바람 쐬면서 냄새 좀 빼고 탈걸’ 이런 생각이 잠시 스쳤으나 이미 뒤늦은 후회일 뿐이다. 옷에 밴 고기 냄새, 쉽고 빠르게 제거할 수 있는 방법은 없을까? 알코올과 정제수만 있다면 집에서 손쉽게 섬유 탈취제를 만들 수 있다.

[교과과정]
초 4-1 모습을 바꾸는 물
초 5-2 용해와 용액
중 1 기체 분자의 운동
중 2 우리 주위의 화합물

[학습주제]
휘발성 물질 이해하기
분자의 확산 운동 이해하기

<실험 방법 및 원리>




*실험 주의사항 : 흰옷이나 실크 재질의 옷에 뿌리면 얼룩이 질 수 있습니다.

<실험 동영상>


옷에 밴 고기냄새나 담배냄새는 본인뿐만 아니라 주변사람의 기분도 불쾌하게 만들어요. 통풍이 잘 되는 곳에 옷을 걸어두면 냄새가 서서히 빠지지만 시간이 너무 오래 걸린다. 이런 문제점을 해결하기 위해 다양한 냄새 제거제들이 개발됐다. 그중 옷에 직접 뿌려 냄새를 제거하는 섬유 탈취제는 알코올 성분이 증발하면서 냄새의 원인물질과 함께 휘발되는 원리다.

그렇다면 고기 냄새는 왜 잘 빠지지 않는 걸까? 고기를 불에 구우면 특유의 냄새가 널리 퍼진다. 고기를 구우면 고기 표면에서는 수분이 제거되면서 부분적으로 온도가 상승한다. 이때 열분해가 쉽게 일어나 아미노산과 같은 성분에서 피라진, 퓨라논 등이 만들어진다. 이 물질들이 바로 고기 굽는 냄새의 정체다.

이런 냄새 분자가 옷에 닿으면 쉽게 떨어지지 않는다. 냄새가 잘 빠지지 않는 것들은 대부분 분자량이 크다.0 담배를 피운 사람에게서 담배 냄새가 잘 빠지지 않는 이유도 이 때문이다. 담배의 성분 중 타르의 분자량이 커, 옷에서 쉽게 떨어져 나가지 않기 때문이다. 반면 분자량이 작은 물질들은 분자량이 큰 물질들에 비해 바람이나 물리적 충격으로 쉽게 다른 곳으로 움직여 냄새가 쉽게 가신다.

섬유 속 냄새물질은 대부분 탄소(C), 수소(H), 산소(O)를 기본으로 한 유기화합물에 해당된다. 땀냄새나 발냄새, 담배냄새, 음식냄새, 페인트냄새 등은 모두 유기화합물이다. 섬유 탈취제의 흡착성분은 분자구조가 이들 유기화합물을 감싸서 흡착할 수 있는 구조로 돼 있는데, 섬유에 붙어 있는 유기화합물을 감싼 후 섬유에서 떨어뜨려 공기 중으로 같이 날아간다. 섬유 탈취제로 가장 널리 알려져 있는 ‘페브리즈’와 같은 제품은 수산화프로필 베타 사이클로덱스트린, 염화아연 등의 분자로 이뤄진 물질이 섬유에 밴 냄새 분자를 감싸 증발시킨다.

때문에 옷에서 나는 담배 냄새, 고기 냄새 등 잡냄새를 없애고 싶다면 섬유 탈취제를 충분히 뿌린 후 공기가 잘 통하는 곳에 두자. 한 두 시간 이상 걸어놓으면 섬유 탈취제 성분과 냄새 입자들이 증발하며 잠냄새가 사라진다. 단, 섬유 탈취제를 뿌린 후 옷장에 바로 넣거나 개어 놓으면 냄새입자가 잘 증발되지 못해 탈취효과가 반감된다.

옷에서 나는 냄새는 음식, 담배 등 증기에 의해 생기기도 하지만 곰팡이와 같이 미생물에 의해 생기기도 한다. 오랜만에 옷장에서 꺼낸 옷에서 나는 곰팡이 냄새가 대표적이다. 그렇다면 섬유 탈취제로 곰팡이나 세균까지 없앨 수 있을까? 옷장 속에도 세균과 곰팡이가 많이 번식하는데, 곰팡이 제거 효과가 있는 섬유 탈취제를 사용하면 세균 제거는 물론 옷에 생기는 곰팡이도 예방할 수 있다.

한편 섬유 탈취제를 뿌리면 어느 정도 떨어져 있어도 향기를 맡을 수 있다. 이는 향기 분자가 공기 중으로 이동하기 때문이다. 이처럼 기체 분자가 공기 중으로 퍼져가는 현상을 ‘확산’이라고 한다. 기체 분자는 확산되는 과정에서 서로 부딪히거나 떨어지며 불규칙한 운동을 반복한다. 또 농도가 높은 곳에서 농도가 낮은 곳으로 이동하려는 경향이 있다. 이 과정에서 향기 분자가 멀리까지 골고루 퍼져나갈 수 있는 것이다.

글 : 유기현 과학칼럼니스트

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