지구 대기압과 플라스틱 빨대의 상관관계 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (265)

우리가 빨대로 음료수를 먹을 수 있는 건 입안에 이를 넣고 흡입했기 때문이라고 여기는데요.

이렇게 단순할 것만 같은 빨대에도 과학적인 원리가 숨겨져 있었답니다. 음료를 마실 때 꼭 사용하는 빨대에 숨겨진 이야기, 지금부터 살펴볼까요.

◆빨대 원조는 ‘밀대’였다

사실 플라스틱 빨대를 사용하기 훨씬 이전인 메소포타미아 시대에 이미 밀대를 이용한 밀 빨대를 쓰고 있었는데요. 당시 메소포타미아인들은 밀 농사를 하고 있었는데, 밀대를 빨대로 이용했습니다. 현재를 기준으로 이야기하자면 그야말로 천연 빨대인 셈이죠.

빨대가 영어로 ‘스트로’(straw), 즉 ‘짚’이라고 불리게 된 이유에 바로 이런 역사적인 배경이 있었습니다.

◆종이 빨대의 시작

출처=http://pdxretro.com(왼쪽 사진), http://www.stonestraw.com(오른쪽 사진)

그러던 1888년 미국 노동자였던 마빈 스톤(왼쪽 사진)은 밀대로 마실 때마다 특유의 냄새 탓에 음료의 맛을 제대로 느낄 수 없다는 점에 주목하고 ‘담배’에서 착안해 종이를 활용해 음료수를 빨아 마시기 시작합니다.

밀대의 풀 냄새가 평소 불만이었던 이들은 마빈의 종이 빨대에 열광했고, 미국 전역으로 퍼져나가게 됩니다.

종이 빨대는 플라스틱이 등장하면서 플라스틱 빨대로 자연스럽게 밀려나게 되는데요. 플라스틱 빨대가 등장하면서 빨대 색과 디자인은 더욱 다양해집니다.

◆빨대의 원리는 지구 대기압의 힘

빨대는 말 그대로 ‘빨아올리는 대롱’인데요. 입으로 빨아들이면 자연스럽게 입안으로 음료가 들어오는 것은 그 원리는 아닙니다.

음료수를 빨아들이는 그 힘의 원천은 바로 대기압이랍니다. 대기압이 아래에서 밀어주기 때문에 음료수가 올라오는 것인데요.

컵에 빨대를 꽂을 때 공기 압력은 음료수 표면과 빨대 속 압력은 모두 1기압입니다. 빨대에 입을 대고 흡입하는 순간 공기가 들어오면서 빨대 속 압력은 1기압보다 낮아집니다.

음료수 표면 압력은 여전히 1기압이지요. 이렇게 압력 차이가 나게 되고, 음료수는 빨대 속으로 밀려 올라가게 되는 것입니다.

◆플라스틱 빨대, 정확히는 폴리에틸렌 빨대

우리가 플라스틱 빨대라고 일반적으로 칭하지만, 사실 플라스틱 중에서도 폴리에틸렌(PE)으로 만들어진답니다.

폴리에틸렌은 강도가 우수한 HDPE(고밀도폴리에틸렌)와 보통 비닐로 많이 사용되는 LDPE(저밀도폴리에틸렌)으로 나뉩니다. 빨대는 바로 LDPE로 만들어지는데요.

LDPE는 가공성과 유연성, 투명성이 높아 포장용 비닐이나 필름, 코팅 등에 널리 쓰이고 있답니다.

우리가 많이 이용하는 비닐백을 ‘폴리백’이라고 부르는 이유가 바로 폴리에틸렌인 LDPE로 만들어졌기 때문이에요.

◆우주 항공 엔지니어가 참여한 최첨단 빨대

밀대에서 종이, 그리고 플라스틱까지 빨대도 조금씩 모양과 디자인이 바뀌면서 점점 더 편리하게 변하고 있는데요.

맥도날드에서는 우주 항공 엔지니어들의 컨설팅을 받은 최첨단 빨대(사진)를 공개해 주목을 받은 바 있습니다.

이 빨대에는 3개의 구멍이 있으며, ‘J’ 형태로 구부러져 있는데요, 바로 셰이크를 최상의 상태로 즐기기 위해 만들어진 것이라고 합니다.

빨대 하나를 개발하기 위해 우주 항공과 로봇 엔지니어팀까지 동원한 맥도널드 연구팀에 박수를 보내주고 싶네요. 이 빨대는 아쉽지만, 미국 내 총 18개 매장에서 2000개만 한정 판매됐다고 합니다.

한화솔루션 블로거

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