과학으로 풀어보는 슬라임의 비밀! 말랑말랑해지는 이유와 ‘전기 슬라임’의 정체

안녕하세요! 매일매일이 즐거운 실험실, 사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다.

“말랑말랑하고 시원해서 기분 좋아!”

초등학생부터 중학생까지, 그 신기한 촉감에 누구나 푹 빠져버리고 마는 마법의 물질. 바로 슬라임입니다. 과학실의 단골 실험이지만, 단순히 “아~ 재밌었다!”로 끝내기엔 너무 아까운 매력이 숨어 있어요.

사실 슬라임의 정체는 화학의 신비가 가득 담긴 고분자의 세계로 들어가는 입구랍니다. 이번에는 슬라임이 굳어지는 드라마틱한 원리부터, 슬라임을 전기가 흐르는 길로 변신시키는 놀라운 응용 실험까지! 과학의 시선으로 흥미진진하게 풀어보겠습니다.

만드는 방법
먼저 기본 슬라임 만들기부터 시작해 볼까요? 성공 비결은 바로 ‘황금 비율’을 마스터하는 것입니다.

슬라임 준비물:

• 착풀 또는 물풀(PVA 성분) 50g
• 60℃ 정도의 따뜻한 물 50g (물풀과 물을 1:1로 섞는 것이 포인트!)
• 붕사 20g
• 물 200g
• 종이컵 3개, 저울, 나무 젓가락
• 물감 또는 식용 색소

물풀(PVA)이나 붕사는 주변 약국이나 대형 마트, 온라인 쇼핑몰에서 쉽게 구할 수 있어요. 붕사는 보통 소독제나 세제 코너 근처에 있답니다.

물풀

붕사

참고로 붕사는 원래 다음과 같은 유용한 용도로 쓰입니다.

살균 및 탈취: 쓰레기통 냄새 제거, 카페트 진드기 방지, 화장실 청소 등. 세탁: 물을 연수로 만드는 성질이 있어, 세제와 함께 소량 넣으면 세척력이 올라갑니다.

[주의사항 – 꼭 읽어주세요!] 붕사는 자연 유래 물질이지만 독성이 있습니다.

먹지 마세요: 어린아이나 반려동물이 삼키지 않도록 엄격히 관리해야 합니다. 상처 부위에 닿지 않게: 피부를 통해 흡수되기 쉬우므로, 손이 거칠어졌거나 상처가 있다면 장갑을 꼭 착용하세요.

실험 방법
포화 붕사 수용액을 만듭니다. 종이컵에 물 200g을 넣고 붕사 20g을 더해 나무 젓가락으로 잘 섞어주세요. 바닥에 녹지 않은 가루가 남더라도 괜찮으니 그대로 두세요. 우리는 이 투명한 윗부분의 물만 사용할 거예요.

다른 종이컵에 60℃ 정도의 따뜻한 물 50g을 준비합니다 (따뜻한 물이 반응이 더 잘 일어나지만, 찬물도 가능해요). 여기에 원하는 색의 색소나 물감을 넣어 나만의 컬러를 만들어 보세요!

또 다른 종이컵에 물풀(PVA) 50g을 정밀하게 담습니다.

따뜻한 물이 담긴 컵에 물풀을 부으면서 골고루 섞이도록 잘 저어줍니다.

잘 섞인 액체에 1번에서 만든 붕사 수용액의 윗물을 20g 정도 조금씩 넣으며 계속 섞어줍니다.

30초 정도 젓다 보면 점점 묵직해지면서 덩어리가 지기 시작합니다. 드디어 슬라임 완성!

슬라임이 굳는 원리: 미크로 세계의 가교 역할
“찰랑거리던 물풀이 붕사 물을 넣자마자 탱글탱글한 슬라임으로 변한다?” 이 변화의 이면에는 분자들끼리 손을 맞잡는 역동적인 드라마가 숨어 있습니다. 화학에서는 이를 가교(cross-linking) 반응이라고 부릅니다.

1. 물풀의 정체는 ‘긴 사슬’
슬라임의 주인공인 PVA(폴리비닐알코올)는 작은 분자들이 수없이 연결된 **긴 사슬 모양의 고분자(폴리머)**입니다. 물속에서는 이 긴 사슬들이 제각각 떠다니기 때문에 액체처럼 자유롭게 흐를 수 있죠.

2. 붕사가 ‘다리’를 놓아줍니다
여기에 붕사가 녹아 생긴 ‘붕산 이온’이 들어가면 상황이 완전히 바뀝니다. 붕산 이온이 따로 놀던 PVA 사슬들 사이사이에 끼어들어, 마치 다리를 놓듯이 서로를 꽉 붙잡아 연결합니다.

PVA: 긴 끈 모양의 분자

붕산 이온: 끈과 끈을 연결해주는 클립 같은 역할

3. 물을 가두어 ‘탱글탱글’하게
사슬들이 그물망처럼 얽히면 그 빈틈에 수많은 물 분자를 가두게 됩니다. 액체였던 풀이 그물 구조 때문에 움직임에 제한을 받게 되는 것이죠. 하지만 그 안에 물을 듬뿍 머금고 있어서 딱딱한 고체는 되지 않습니다. 이 액체와 고체의 중간 같은 상태(겔, Gel)가 바로 슬라임의 진짜 모습입니다!

놀라운 응용! 전기 슬라임 실험
사실 슬라임은 자유자재로 모양을 바꿀 수 있는 움직이는 전선으로도 활약할 수 있습니다! 제가 직접 해보고 감동했던 전기 슬라임 실험을 소개합니다. 물리와 화학이 만난 새로운 놀이의 세계를 경험해 보세요.

슬라임을 두 덩어리로 나누고, 각각에 건전지 단자와 LED 다리를 꽂아보세요. 그러면… 놀랍게도 LED에 불이 확 들어옵니다! (※주의: 건전지와 LED를 직접 연결하면 전압이 너무 세서 LED가 고장 날 수 있습니다. 반드시 슬라임을 사이에 끼워주세요.)

말랑말랑한 회로를 만들어 봅니다.

스위치 온! 멋지게 불이 켜졌네요.

슬라임을 떼어내면 불이 꺼집니다. 그 자체가 스위치인 셈이죠.

방을 조금 어둡게 하면 슬라임을 투과하는 빛이 정말 환상적이고 예쁘답니다.

왜 슬라임에 전기가 흐를까요?
비결은 슬라임 속에 녹아있는 붕사에 있습니다. 붕사가 물에 녹으면 전기를 운반하는 입자인 이온으로 나뉩니다. 이 이온들이 슬라임 속을 자유롭게 돌아다닐 수 있기 때문에 금속 전선처럼 전기를 흐르게 할 수 있는 것이죠.

더 재미있는 점은, 슬라임을 길게 늘리면 LED 빛이 약해지고, 짧고 굵게 만들면 다시 밝아진다는 거예요. 전기가 통하는 길의 길이나 굵기에 따라 전기 저항이 변한다는 물리의 기본 원리를 손으로 직접 만지며 배울 수 있는 최고의 기회입니다!

슬라임을 그냥 만지고 노는 것으로 끝내기엔 너무 아깝지 않나요? 꼭 한번 이 전기 회로 슬라임을 체험해 보시기 바랍니다.

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