🔬 오늘의 과학

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Day 249 — 서신
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왜 잉크는 종이에 스며들면서 번지지 않을까?

💬 짧은 답

종이 섬유의 모세관 현상이 잉크를 빨아들이고, 잉크의 표면장력과 점도가 적절히 균형을 이뤄 번짐을 방지해! 종이와 잉크의 화학적 궁합이 핵심이야.

🔍더 깊이 알아보기
잉크와 종이의 만남은 물리학과 화학의 정교한 조화야. 💧 모세관 현상: • 종이는 셀룰로스 섬유가 엉겨 있는 구조 → 미세한 틈(모세관)이 무수히 많아 • 액체는 모세관 안에서 표면장력에 의해 빨려 올라가 • 가는 관일수록 더 높이 올라가 (높이 ∝ 1/반지름) • 잉크가 종이에 닿으면 이 미세한 틈으로 빨려들어가! 🧪 잉크의 과학: • 볼펜 잉크: 기름 기반 → 점도가 높아 천천히 스며들어 번짐이 적어 • 만년필 잉크: 물 기반 → 점도가 낮아 빠르게 스며들지만 번질 수 있어 • 프린터 잉크: 나노 입자 기술 → 정확한 점에만 정착 📜 번지지 않는 비밀: • 표면장력: 잉크 방울이 퍼지려는 힘을 제한 • 점도: 너무 묽으면 번지고, 너무 걸쭉하면 안 나와 → 황금 비율이 중요 • 사이징(sizing): 종이 제조 시 전분이나 수지로 코팅 → 흡수 속도 조절 - 사이징이 없으면 화장지처럼 잉크가 쫙 퍼져! - 사이징이 너무 강하면 잉크가 아예 안 스며들어 🖊️ 볼펜의 정밀 공학: • 볼펜 끝의 볼(공)은 지름 약 0.4~1.0mm의 텅스텐 카바이드 구 • 이 구가 회전하면서 잉크를 일정량 묻혀 종이에 전달 • 구와 소켓 사이 간격: 머리카락 1/100 수준의 정밀도!
🤯이건 진짜 놀라워

볼펜의 볼은 초정밀 가공이 필요해서 오랫동안 소수 기업만 만들 수 있었어! 중국은 2017년에야 자체 볼펜 볼 제조에 성공했을 정도야. 그리고 우주에서는 무중력이라 일반 볼펜이 안 돼 — NASA는 수백만 달러를 들여 '스페이스 펜'을 개발했지만, 소련 우주비행사들은 연필을 썼다는 유명한 이야기가 있어(실제로는 둘 다 스페이스 펜을 사용했지만!).

🧪미션! - 오늘의 실험

다른 종류의 종이(화장지, 일반 종이, 코팅지)에 같은 펜으로 선을 그어봐. 화장지에는 잉크가 크게 번지고, 코팅지에는 잘 스며들지 않아 마르는 데 오래 걸려. 일반 종이가 가장 적절한 균형을 보여줘. 이게 사이징 처리의 차이야!

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