척척박사 연구소

척척박사 연구소과학실험실제목별로 보기과학놀이마당

과학놀이마당

영상으로 보는 과학실험입니다.

자유자재로 변하는 플러버 만들기

1. 실험 목적
영화 ‘플러버’에서 보면 과학 천재인 필립 브레이너드 교수가 획기적인 물질인 플러버를 개발한다. 초록색 고무처럼 생긴 이 놀라운 발명품은 엄청난 탄력으로 자유자제로 형체를 바꾸고 수많은 알갱이로 흩어졌다 하나로 모이기까지 하면서 여러 가지 재미있는 일을 벌인다. 그렇다면 이 플러버를 직접 만들어 볼 수는 없을까? 특수효과로 표현된 플러버를 간단한 실험을 통해 직접 만들어 보자.



2. 실험준비물
가열장치, 자석가루, PVA 수지접착제(액체풀), 붕사, 종이컵 2개, 나무젓가락, 식용색소, 물, 일회용장갑



3. 실험방법
첫째, 탱탱볼 만들기
① 물 100ml 에 붕사를 30g 정도 넣어 녹인다. 녹인 용액에 원하는 색깔의 색소를 조금 넣는다
*붕사는 약국에서 구입
② PVA풀 약40g 정도를 다른 컵에 담는다
*PVA풀은 문방구에 없으면, 화공약품 상에서 구입
③ 풀을 젓가락으로 저으면서 만들어 놓은 붕사 용액을 조금씩 섞는다
④ 젤리처럼 굳어진 것을 꺼내어 비닐장갑을 끼고 공모양으로 반죽하면서 물을 짜낸다
*플러버를 공처럼 만들 때 반죽을 오랫동안 주물러야 부서지지 않고 잘 튄다
⑤ 물기를 제거한 후 1m의 높이에서 교실 바닥에 떨어뜨려 보고 튀어오르는 높이를 측정하여보자

둘째, 얇은 막 플러버 만들기
① 붕사가 녹아있는 물을 끓여서 풀과 섞어, 같은 방법으로 만들어 본다
② 양손으로 잡고 늘여서 막처럼 만들어보자

셋째, 철가루를 섞어 만들기
① 풀에 철가루를 섞고 붕사수를 혼합하여 철가루가 섞인 플러버를 만들어 본다
② 자석을 가까이 대어보면 어떻게 되는가? 

 

 





4. 실험 속 과학원리
이 실험은 폴리비닐알콜(PVA)과 붕사를 이용하여 끈끈하면서 뭉클거리는 고분자 물질을 만들어 보고, 관찰하는 것이다.

붕사는 테트라붕산나트륨(Na2B4O7·10H2O)이라는 물질로 물에 녹으면 pH 9정도의 염기성 용액이 된다. PVA(폴리비닐알코올)는 비닐 알콜이 반복되는 구조를 갖고 있는 고분자로 그 구조에 수산화기(-OH)가 있어서 다른 고분자에 비해 물에 잘 녹는다.

고분자의 수산화기(-OH) 사이를 붕산이온이 끼어들어 서로 엉키게 만들어 준 것이 플러버다. 계속 손으로 반죽을 하는 동안 수분이 빠지면서 분자들 사이에서는 결합이 일어난다. 공모양으로 반죽한 후 땅에 튕겨보면 탄력이 강해진 것을 알 수 있다. 이때 반죽을 충분히 하지 않으면 결합이 일어나지 않아 부서지는 것이다. PVA와 붕사가 결합하면 긴 사슬구조가 이루어면서 고무의 특징을 갖게 만든다. 합성고무는 탄성이 크다. 즉 통통 튀는 플러버를 만들 수 있는 것이다. 고무의 성질을 가지고 있으면서 성형이 비교적 자유로운 플라스틱과 같다고 해서 플러버(flastic + rubber)라는 이름이 붙여졌다. 플러버를 낮은 온도에서 잡아당기면 결합들이 잘 끊어지지 않아서 힘을 가장 많이 받는 부위가 갑자기 끊어진다.

또한 붕산수를 끓여서 반죽하게 되면 얌체공이 질겨져서 상당한 면적으로 늘일 수 있는 것을 알 수 있다. 만일 이 반죽에 철가루를 입히면 반죽이 자유자재로 움직이는 것도 볼 수 있다. (영화 플러버에 나오는 공처럼...)



폴리비닐알콜(PVA) + 붕사(B(OH)4) → 고분자 사슬구조의 물질


폴리비닐알콜(PVA)는 수용성 합성접착제의 일종으로 용매인 물이 증발되면서 접착 성분이 굳어지는 성질이 있다. 따라서 물이 묻으면 접착력이 없어지는 단점이 있지만 종이와 목재를 접착시키는데 에는 유용하게 사용된다.
* 물풀은 폴리비닐알콜과 성분이 거의 유사하므로 물풀을 대신 사용해도 된다. 







내과학상자담기  E-MAIL 프린트 카카오스토리 트위터 페이스북 RSS

나도 한마디 23개의 댓글이 있습니다.

등록하기

목록


내 당근 보러가기

내 뱃지 보러가기

TOP