손으로 꾹꾹 누르면 빨개지는 종이 원리가 뭔가요?
마치 적외선 온도계에 따른 스크린에서 보듯이, 차가울땐 푸른계열 따뜻할땐 적색계열 색깔로 변하는 종이를 가지고 논 경험이 있습니다. 과학적 원리가 궁금해지네요..
2개의 답변이 있어요!안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
적외선 온도계에 따른 스크린에서 보는 것과 비슷한 원리로 작동하는 종이에 대해 궁금하신 것 같아요. 이 종이는 열에 의해 색깔이 변하는 열화지입니다. 적외선 온도계는 물체의 열을 측정하는데 사용되는데 이 열화지도 마찬가지로 열을 감지하여 색깔을 변화시킵니다.
이 종이의 작동 원리는 열화지에 함유된 열화약이 열을 감지하면 색깔이 변하는 것입니다. 열화약은 열을 받으면 분해되어 색깔이 변하는 화학 반응을 일으키는 물질입니다. 따라서 차가울 때는 열화약이 분해되지 않아 푸른색을 유지하고 따뜻할 때는 열화약이 분해되어 적색으로 변하는 것이죠.
그리고 손으로 꾹꾹 누르면 빨개지는 원리는 열화약이 물질의 열을 받아 분해되는 것이 아니라 열화약이 물질의 압력을 받아 분해되는 것입니다. 따라서 손으로 꾹꾹 누르면 물질의 압력이 증가하여 열화약이 분해되고 이에 따라 색깔이 변하는 것이죠.
이렇게 열화지는 열과 압력을 감지하여 색깔을 변화시키는 원리로 작동합니다. 이러한 원리를 이해하면서 더욱 흥미로워지셨을 것 같아요. 감사합니다.
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안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
적외선 온도계처럼 온도에 따라 색깔이 변하는 종이는
열크로믹 물질이라는 특별한 물질을 이용합니다.
열크로믹 물질은 온도 변화에 따라 빛을 흡수하거나
반사하는 특성을 가지고 있으며 이 특성을
이용하여 온도에 따라 색깔이 변하는
종이를 만들 수 있습니다.
열크로믹 물질의 구조 열크로믹 물질
은 일반적으로 유기 화합물로
구성되어 있으며 분자 구조 내에
전자를 이동시키는 특정 그룹을 가지고 있습니다.
온도 변화에 따른 전자 이동 온도가 높아지면 열크로믹 물질
분자 내의 전자가 더 높은
에너지 준위로 이동하게 됩니다.
빛 흡수 및 반사 전자의 에너지 준위 변화는 빛 흡수
및 반사에 영향을 미칩니다.
차가운 상태 낮은 온도에
서는 전자가 낮은 에너지 준위에 머물면서
가시광선 영역의 대부분 빛을 반사합니다.
따뜻한 상태 높은 온도에서는 전자가 높은 에너지 준위로
이동하면서 특정 파장의 빛을 흡수하고
나머지 빛을 반사합니다
흡수되는 빛의 파장은 열크로믹 물질의 종류에
따라 다르며 흡수된 빛의 보색이 나타납니다.
푸른색에서 빨간색으로 변하는
종이 푸른색 빛을 흡수하고
빨간색 빛을 반사하는 열크로믹 물질을 사용합니다.
온도가 낮을 때는 푸른색 빛을 반사하여 푸른색으로 보이고 온도가
높아지면 푸른색 빛을 흡수하고 빨간색 빛을 반사하여
빨간색으로 보입니다.
투명에서 검은색으로 변하는 종이 모든
가시광선 영역의 빛을 흡수하는 열크로믹
물질을 사용합니다.
온도가 낮을 때는 빛을 흡수하지 않아 투명하게
보이고 온도가 높아지면 모든 가시광선
영역의 빛을 흡수하여 검은색으로 보입니다.
온도 측정 적외선 온도계처럼 온도를 측정하는 데
사용할 수 있습니다.
의류 및 패션 온도 변화에 따라
색깔이 변하는 옷이나 패션 아이템을 만드는
데 사용할 수 있습니다.
보안 위조 방지 문서 인증 등 보안
목적으로 사용할 수 있습니다.
감온 장난감 온도 변화에 따라 색깔이 변하는
장난감을 만드는 데 사용할 수 있습니다.
열크로믹 물질은 온도 변화에 따라 색깔이 변하는
특성을 가지고 있으며
이 특성을 이용하여
다양한 분야에서 활용할 수 있습니다.
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