목본산업 - [집에서 하는 과학실험](4)우유로 만드는 접착제

실험방법

①200㎖ 흰 우유를 약 1/2 정도만 냄비에 붓고 가스레인지로 우유를 가열한다.(설탕이나 코코아 가루 등이 녹을 정도까지만 가열. 찻물을 끓이듯 오랜 시간 끓일 필요는 없다.)

②가스레인지의 불을 끄고 뜨거워진 냄비 안의 우유에 식초를 1스푼 넣고 저어준다.(이때 우유에서 응고 현상이 관찰되지 않으면 식초를 1스푼 정도 더 넣는다.)

③냄비 안의 우유가 식으면서 알갱이가 생기기 시작하면, 거즈를 이용해 알갱이만 걸러낸다.(거즈가 없을 경우에는 여성용 스타킹이나 손수건 등으로 대체 가능.)

④거즈로 걸러낸 우유 덩어리를 다시 냄비에 넣고 스푼으로 눌러주며 우유 덩어리를 반죽한다.

⑤준비해 둔 나무젓가락 중 1개에 우유 덩어리로 만든 반죽을 골고루 바른 후, 나머지 나무젓가락과 일체가 되도록 붙여준다.

⑥우유로 만든 접착제로 붙인 나무젓가락을 통풍이 잘 되는 서늘한 곳에 약 30분 정도 놓아둔다.

⑦우유로 만든 접착제로 붙인 나무젓가락에 힘을 가해, 얼마나 잘 붙었는지 확인한다.

※나무젓가락 외에도 부러진 자, 플라스틱 머리핀, 깨진 사기그릇 등을 붙여보며 ‘우유로 만든 접착제’의 성능을 확인해 보자.

과학원리

우유팩 표면에 명시되어 있는 우유의 성분을 한번 살펴보자.

칼슘, 비타민, 단백질 등 풍부한 영양소가 함유되어 있음을 한 눈에 확인할 수 있다. 특히 단백질 중에서도 우유에는 ‘카제인’이라는 단백질이 포함되어 있는데 바로 우유 속 카제인이 ‘우유로 만든 접착제’의 비밀의 열쇠이다. 카제인은 열이나 식초와 같은 산에 매우 약하다. 따라서 우유를 가열하거나 우유에 식초를 넣으면 우유 속에 함유된 카제인의 성질이 변해 작은 알갱이들이 생기게 되는 것이다.

예를 들어 추운 겨울날 따뜻한 교실 안에 10명의 학생이 있다고 가정해 보자. 10명의 학생들은 각각 자유롭게 교실 안을 돌아다니고 있었다. 그런데 난로가 고장 나 교실 안 기온이 점점 떨어지게 되자 각자 자유롭게 교실을 돌아다니던 학생들은 추위를 이겨내기 위해 다 함께 손을 맞잡고 교실 한쪽에 모여 앉았다. 여기서 학생들을 카제인으로, 온도의 변화를 ‘열’과 ‘산(식초)’으로 바꿔 놓으면 우유로 만든 접착제의 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있다.

열이나 식초를 가하기 전 우유 속 카제인은 바로 따뜻한 교실 안을 자유롭게 활보하던 학생들처럼 각각 떨어져 떠다니고 있었다. 그러나 열을 가하고 식초를 넣어 환경에 변화를 주니, 손을 맞잡고 모여 앉은 학생들처럼 카제인 역시 한 덩어리로 연결되면서 서로 엉기기 시작한다. 이 같은 과정에서 우유에도 접착제와 같은 접착성이 생겨나게 되는 것이다.

유통기간이 지나 부패한 우유 속에서는 작은 덩어리들이 뭉쳐있는 것을 발견할 수 있다. 이 역시 우유가 부패하면서 우유 속 젖산균이 젖산을 만들며 산성화 되는 과정에서 카제인의 성질이 변해 나타나는 현상이다.

〈도움말|1318클래스(www.1318class.com)〉

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