"거품(Bubble)의 과학"

   샴푸나 비누, 치약에서 생긴 거품은 물론, 스티로폼과 스펀지, 공원 바닥의 폴리우레탄 폼, 빵이나 생크림도 모두 거품이란 걸 아시나요?

거품은 액체나 고체에 기체가 섞인 상태입니다. 액체를 아주 빠른 속도로 젓거나, 뜨거운 수증기를 내뿜거나, 이산화탄소와 섞인 액체에 압력을 가해 거품을 만들 수 있는데요.

어떻게 액체와 기체가 섞일 수 있는 걸까요? 비누거품을 살펴보면 비누의 주성분인 계면활성제에서 물을 좋아하는 부분은 거품벽인 물을 향하고 물을 싫어하는 부분은 공기를 향해 거품이 됩니다.

비누거품이 기름때를 빼는 원리도 같습니다. 물을 싫어하는 부분이 때를, 물을 좋아하는 부분이 물을 향하면 때가 물에 잘 섞일 수 있습니다. 거품이 많아 표면적이 넓으면 더 효과적이죠.

맥주 거품은 보리를 끓인 즙에 효모를 넣어 발효시킬 때 이산화탄소를 단백질이 감싸면서 생깁니다. 거품이 이산화탄소가 날아가는 것을 막아 맥주를 신선하게 유지합니다.

불에 거품을 뿜어 공기를 차단시키는 포말소화기는 목재나 섬유, 기름에 붙은 불을 끄는 데 효과적입니다. 소화기를 뒤집어 흔들면 탄산수소나트륨 용액과 황산알루미늄 용액이 섞여 거품이 생깁니다.

게거품은 아가미로 숨쉬는 게가 물 밖에서 입 주변에 머금은 물을 조금씩 빨아들이면서 숨을 쉬며 만들어집니다. 반대로 물방개는 물속에서 숨 쉬기 위해 숨구멍 옆에 공기방울을 가둔 거품을 만든답니다.

몸속에 폴리우레탄 액체를 넣어 거품을 내 몸속 상처를 감싸는 기술도 있습니다. 내장에 난 상처의 출혈을 약 3시간 정도 막을 수 있다고 합니다.

캐나다 로키산맥의 에이브러햄 호수엔 얼음거품이 있습니다. 바닥에 살고 있는 식물이 내뿜는 메탄가스를 얼음으로 감싸버릴 정도로 수온이 낮지요.

화산에서 분출된 용암이 식어서 굳을 때 이산화탄소나 메탄 같은 기체가 갇혀 거품 방울로 팽창하면서 함께 돌(부석)이 됩니다. 물에 뜰 만큼 밀도가 작답니다.

에어로젤은 모래와 유리로 만든 고체거품입니다. 빈 공간이 98%나 돼 연료나 전자를 담을 수 있고 소리와 열을 차단하는 효과가 커 우주 탐사에 쓰이기도 합니다.

파도거품은 폭풍이 지나간 뒤 해조류와 바닷속 미생물에서 나온 단백질, 지방이 바닷물과 뒤섞여 일어납니다.

달걀흰자를 휘저으면 단백질이 계면활성제 역할을 해 걸쭉한 거품이 생깁니다. 케이크를 만들 때는 여기에 밀가루를 넣어 굽는데 거품벽이 비교적 약해 부드러운 빵이 됩니다.

식빵이나 베이글 같이 촘촘한 빵은 밀가루 반죽에 효모를 넣어 발효시켜 생긴 이산화탄소가 거품이 됩니다. 밀가루의 글루텐 단백질이 거품벽을 짓기 때문에 거품이 단단하답니다.

거품으로 부드러운 맛을 내는 음식에는 커피가 있습니다. 커피머신에서 갓 짜낸 커피 표면에는 커피 속 기름이 만든 거품인 크레마가 크림처럼 떠 있지요.

차가운 우유에 스팀노즐로 수증기를 내뿜으면 우유 속 단백질이 공기를 감싸면서 응고해 금방 꺼지지 않는 우유거품을 만듭니다. 우유거품은 커피 위에 막이 생기는 것을 막고 열을 차단해 오랫동안 따뜻함을 유지합니다.

크림 속 유지방은 특별한 막으로 싸여 물과 함께 섞여 있습니다. 크림을 휘저으면 막이 찢어지고 물을 싫어하는 유지방끼리 모여 공기를 감싸면서 거품이 됩니다.

참고: 어린이과학동아 2014년 02호 ‘보글보글 거품의 과학’

박혜림 에디터 limpid1234@gmail.com

케이콘텐츠

.