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드라이아이스의 발명
주위의 열을 흡수하여 온도 낮춰
흔히 드라이 아이스하면 드라마에서 공동묘지 분위기를 내거나 무대에서 노래하는 가수의 발밑으로 안개효과를 낼 때 쓰이는 물질을 떠올린다. 맞다. 그러나 드라이아이스는 실로 폭 넓게 사용되고 있다.
식품의 신선유지는 물론 혈액운반에도 쓰이고 있다. 아이스크림을 녹지 않게 집까지 포장해서 가지고 올 때 아이스크림과 함께 넣어 주는 흰색의 덩어리도 드라이 아이스다. 고체탄산이라고도 한다.
드라이아이스란 기체 이산화탄소에 높은 압력을 가하면 액체가 되는데, 작은 구멍을 통하여 액체 이산화탄소를 분사하면서 갑자기 압력을 낮추게 되면 일부는 기체로 되고 일부는 눈과 같은 결정이 된다. 이 결정들에 다시 높은 압력을 가할 경우 고체 이산화탄소, 즉 드라이아이스가 만들어지는 것이다.
시판품은 큰 덩어리로 되어 있는데, 이것은 제조한 드라이아이스에 액체이산화탄소를 가한 다음 압력을 가하여 만든 것이다. 이것은 상압에서는 액화하지 않고 즉시 승화한다. 그 과정에서 주위의 열을 흡수하여 온도를 급격히 낮추어 함께 담겨진 물질을 차갑게 유지시키는 냉각제로 널리 쓰인다.
우연한 발견에서 이루어진 발명
드라이아이스는 나프탈렌 및 아이오딘과 함께 대표적인 승화성 물질이다. 승화점은 영하 섭씨 78.5도로 섭씨 0도의 물 100g에 대하여 171㏄가 녹는다. 냉각 능력은 약 152kcal/kg으로 얼음의 2배에 이른다. 특히 승화 시 발생하는 CO2는 세균과 곰팡이 등 미생물의 번식을 억제하는 효과가 있는 것으로 확인되면서 냉동식품의 보관에 폭넓게 사용되고 있다.
드라이아이스의 발명은 우연한 발견에서 이루어진 것으로 알려지고 있다. 발명가는 프랑스의 화학자 샤를 틸로리에. 1835년 틸로리에는 액체 이산화탄소통에서 이산화탄소가 증발해버리고 남은 흰색의 얼음 덩어리를 발견했는데 분석결과 고체탄산이었다.
신기하게 생각한 틸로리에는 같은 원리로 반복실험을 했고, 그 결과 드라이아이스를 만드는데 성공할 수 있었다. 드라이아이스란 틸로리에가 붙인 명칭이 아니고 드라이아이스를 처음으로 생산한 회사의 상호라고 한다. 한편, 보통 얼음의 온도는 섭씨 0도지만 드라이아이스의 온도는 무려 영하 섭씨 78.5도까지 내려가므로 만지거나 취급할 때에는 반드시 동상에 걸리지 않도록 장갑을 끼어야 한다. 또, 승화할 때 공기 중의 산소를 감소시키므로 역시 주의해야 한다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장 겸임 영동대학교 발명특허학과 교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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