안녕하세요.
수성펜 글씨에 물이 묻었을 때 색소들이 서로 다른 높이로 번지는 이유는 색소마다 이동상인 물에 대한 용해도와 정지상인 종이에 대한 흡착력이 달라 이동 속도가 서로 다르기 때문이며 이는 크로마토그래피와 동일한 원리입니다. 즉 잉크가 여러 색소의 혼합물이기 때문에 각 색소가 물과 종이에 대해 가지는 친화력이 서로 다르고, 이로 인해 이동 속도 차이가 생겨 분리되는 것입니다. 이때 물은 이동상 역할을 하고, 종이의 셀룰로오스 섬유는 정지상 역할을 하는데요, 종이는 미세한 섬유 구조로 이루어져 있어 물을 빨아들이며 위쪽으로 모세관 현상에 의해 끌어올립니다.
하지만 모든 색소가 동일한 속도로 올라가는 것이 아니라 어떤 색소는 물에 더 잘 녹고 종이에 덜 달라붙습니다. 즉 색소는 이동하는 물을 따라 멀리 올라가므로 높은 위치까지 번지기도 하고 반대로 어떤 색소는 종이 섬유와의 상호작용이 강하거나 물에 덜 녹습니다. 그러면 종이에 자주 붙잡혀 이동 속도가 느려지고 낮은 위치에 남게 됩니다. 예를 들어 검정 수성펜도 실제로는 검은 안료 하나가 아니라 파랑, 빨강, 노랑 계열 색소가 섞여 만들어진 경우가 많은데요, 따라서 물이 번지면 파란 색소는 위로 멀리 이동하고, 붉은 색소는 중간쯤, 노란 색소는 다른 위치에 남는 식으로 띠가 나뉠 수 있습니다. 감사합니다.