안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
볼펜은 볼(구)을 사용하여 잉크를 종이 위에 뿌리는 원리로 작동합니다. 볼은 작은 구 형태의 공을 말하며, 펜의 끝에 위치하며 회전합니다. 이 볼은 잉크를 감싸고 있는 작은 용기 역할을 하며, 잉크를 구멍을 통해 꺼내어 종이 위에 뿌립니다.
볼펜의 잉크가 나오는 원리는 간단합니다. 볼펜의 잉크는 볼과 균일한 접촉을 유지하도록 하기 위해 높은 점성과 표면장력을 가지는 잉크가 사용됩니다. 볼이 종이 위를 구르면서 볼과 종이 사이의 간극에서 고압이 발생하며, 이 고압은 잉크를 구멍을 통해 밀어내어 종이 위에 뿌리게 됩니다. 이 과정에서 잉크는 공기 중에 산소와 반응하여 건조되며, 그 결과 볼펜으로 쓰인 글씨가 물에 녹지 않고 지워지지 않는 것입니다.
종이 위에 잉크를 균일하게 뿌리기 위해서는, 볼이 균일한 속도와 각도로 회전해야 합니다. 이를 위해 볼펜의 디자인은 매우 정교하며, 손쉬운 사용성과 함께 균일한 잉크 공급을 유지할 수 있도록 고안되어 있습니다