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"하얀 담배 연기의 실체를 공개합니다!"

"하얀 담배 연기의 실체를 공개합니다!"

[나노 세계 여행·2] 담배 연기

홍진기 MIT 연구원,강상욱 상명대학교 교수  

PRESSian기사입력 2010-11-18 오전 8:40:07









길을 걷다 보면 곳곳에서 
사진을 찍는 사람의 모습을 쉽게 볼 수 있습니다. 성능이 좋은 카메라가 널리 보급되면서, 세상의 모든 것이 피사체가 되었습니다. 바야흐로, '사진의 시대'입니다. 이런 흐름에서 과학도 예외가 아닙니다.

오늘날 과학의 가장 중요한 화두 중 하나는 '나노(1㎚=10억 분의 1m)' 세계의 비밀을 파헤치는 것입니다. 이런 나노 세계를 항해하는 과학자들에게 나침반역할을 하는 것이 바로 '사진'입니다. 1981년 개발된 주사터널링현미경(STM·Scanning Tunneling Microscopy) 등을 이용해서 나노 세계를 들여다볼 수 있게 되었기 때문입니다.

그렇다면, 사진으로 본 나노 세계의 모습은 어떨까요? 홍진기 미국 MIT 연구원(화학공학과 Post-Doctor)과 강상욱 상명대학교 교수(화학과)가 여러분에게 나노 세계의 비밀을 살짝 보여줍니다. 일주일에 화, 목 두 차례씩 여러분을 찾아갈 세상에서 제일 신기한 사진과 함께하는 특별한 과학 에세이 '나노 세계 여행'을 놓치지 마십시오. <편집자>

과학은 어디에나 존재한다. 우리 주변의 크고 작은 현상부터 감정 흐름의 원리까지 모두 '과학'이라는 언어를 이용해서 해석할 수 있다.

우리가 무엇을 보고 인식하는 것을 과학 언어로 따라가 보자. 물질을 보고 인식하는 데는 크게 4가지가 필요하다. 빛이 없는 어두운 곳에서는 아무 것도 바라볼 수 없는 것을 생각해보면 우선 빛이 필요하다. 또 빛이 반사, 산란 혹은 투과를 할 물체, 그것을 인식할 수 있는 눈과 뇌가 필요하다.

빛은 모든 색을 가지고 있다고 할 수 있는데, 우리가 빨간색, 노란색, 파랑색 등의 색으로 인지하는 것은 특정한 색의 파장대의 빛을 물체가 반사하거나 산란시키고, 그것을 눈과 뇌로 인식할 때이다. 그렇다면, 연기와 같은 것도 과연 우리 눈으로 그 모습을 확인할 수 있을까?

길거리를 다니면 파란 또 때로는 하얀 담배 연기를 볼 수 있다. 우리가 '담배 연기'라고 부르는 담뱃잎이 연소할 때 생기는 연기는 크기가 매우 작은 탄소 성분의 입자들이다. 이 입자들은 지름이 빛의 파장(380∼770㎚)과 비슷하거나 더 작다(사진 : 80~180nm).

이렇게 작은 크기의 입자 때문에 가시광선의 7가지 색 가운데 가장 짧은 파장인 파란 계열의 빛만을 반사하고 다른 색의 파장은 통과시키기 때문에 담배 연기는 파른(푸른) 색을 띠게 된다. 하지만 담배를 몸속으로 빨아들이고 내뱉게 되면 몸 안의 습기가 연기 알갱이를 중심으로 뭉치게 되어 작은 물방울이 맺힌 담배 연기 입자를 만들게 된다.

입을 통해 나온 입자들의 크기는 맺힌 물방울 때문에 빛의 파장보다 조금 크게 되는데 특정 색의 영역이 아닌 모든 파장대의 빛들이 반사되므로 하얀색 연기를 보게 된다. 하늘의 구름이나 수증기가 하얀 것도 같은 원리이다.

하지만 하얀색의 담배 연기도 수증기나 구름과는 다르게 니코틴과 타르 같은 유해 성분들이 몸에 흡수, 흡착되어 몸에 매우 나쁘다는 사실은 확실하다. 뿐만 아니라, 우리 몸의 여느 구성 물질보다 작은 나노 크기의 입자들은 우리 몸의 구석구석으로 스며들 수 있으므로 치명적인 악영향을 미칠 수 있다.

담배 연기 입자 사진을 보라. 간접 흡연조차도 저런 담배 연기 입자들을 소중한 주변분들 몸에 축적시킬 수 있다는 사실을 명심해야 한다.

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