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과학을 사랑하는 사람들

기저귀와 입체그림

박태년 2006.09.04 18:09 조회 수 : 6770

1. 이 실험은?
  기저귀에 볼일을 보면 왜 밖으로 흐르지 않은걸까?
  예로부터 기저귀나 패드 등 물을 흡수시키기 위한 재료로는 탈지면이나 무명천이 이용1)되어 왔다.
  많은 물을 흡수하고도 눌러 물이 흐르지 않는 고흡수성수지가 실생활의 어느 곳에 쓰이는지 알아보고 이러한 성질을 이용하여 입체 그림을 그려 보자.
  
2. 준비물
  스폰지, 탈지면, 고흡수성수지, 폼보드, 색골판지, 가위, 풀, 물, 연필, 유리테이프, 종이컵, 일회용 스포이트, 수채화물감
  
3. 실험방법  
가. 고흡수성수지의 성질 알아보기
  ① 비커 3개에 물을 붓고 각각의 무게를 재어 기록해 둔다.
   ② 고흡수성 수지와 스폰지, 탈지면을 비커에 하나씩 넣고 비커 속의 상태를 자세히 관찰한다.
  ③ 3분 후 비커의 물을 따라 낸 후 처음의 무게와 비교해 본다.
   ④ 어느 것이 물을 제일 많이 흡수했는지 비교해 본다.
   ⑤ 종이컵 속에 고흡수성 수지를 조금 넣는다.
   ⑥ 컵 속에 물을 가득 채우고 잘 젓는다.
   ⑦ 잠시 후 통을 거꾸로 뒤집고 물이 쏟아지는지 본다.  

나. 물 먹는 고흡성수지로 입체그림 그리기
      
  ① 폼보드 옆면에 풀칠을 한 후 색 골판지를 붙인다.
  ② 폼보드의 앞면에 풀칠을 골고루 한 후 수지를 골고루 뿌려 잘 붙게 한다.
  ③ 여러 가지 색깔의 물감을 이용하여 스포이트로 물을 뿌려 보자.
④ 고흡수성 수지의 성질을 생각하며 입체 모양을 잘 다듬어 보자.

4. 실험원리 및 보충자료
  ◈ 고흡수성수지[高吸水性樹脂, super absorbent polymer]
   자기 무게보다 수십 배에서 수백 배까지 물을 흡수하는 수지.
   SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 개발업체에 따라 다른 이름으로 부르고 있는 이 신소재는 약 20년 전부터 생리대, 기저귀 등에 사용되고 있다.

  이 수지는 고분자전해질에 교량(橋梁)이나 불용부(不溶部)를 도입한 고분자이다. 전분(감자녹말)이나 셀룰로오스에 아크릴로니트릴을 그래프트혼성중합(混成重合)시킨 것, 아크릴산과 비닐알코올의 블록혼성중합체 등이 분말 형태로나 섬유 모양으로 사용된다.

  알갱이 하나의 구조를 보면 동그란 형태로 가운데 공간이 비어 있다. 이 공간에 물을 저장하는 것이다. 순수한 물(0.9% 생리식염수는 50-70배)이 저장될 때 공간은 점점 늘어나서 자기 부피의 1600배~6000배까지 물을 저장할 수 있다.

물을 흡수하면 빠르게 겔 상태로 변화되고, 겔상태로 변화된 이후에는 압력을 받아도 물을 잘 배출하지 않는 특징을 가지고 있으며, 다른 종류의 흡수체와는 달리 물만을 흡수할 수 있으며, 흡수속도가 빠르고 흡수상태를 유지하는 능력이 뛰어나다.

생리대나 기저귀는 물론이고 방향, 방충제의 물질을 함유하거나 탈취제(예) 물먹는 **) 등의 겔 타입으로도 사용되고 있으며, 식품의 신선도를 유지하기 위한 포장 재료로도 이용되고 있고, 사막과 같이 물이 부족한 곳에 식물을 심을 때 토양과 섞어 물을 유지하기 위한 수단으로도 응용되고 있으며, 인공심장용 거름장치나 혈액흡착제로도 사용된다. 물을 매우 느리게 증발시키는 성질을 이용하여 찜질포로 쓰면 오랫동안 찜질 효과를 볼 수 있다.
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