뻥튀기할 수 있는 금속이 있다
뻥튀기할 수 있는 금속이 있다
  • 김차식 기자
  • 승인 2020.04.29 19:38
  • 댓글 0
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-100% 알루미늄 캔을 전기도가니에 넣고 녹임
-점도를 유지하기 위해 알루미늄 액체에 칼슘(Ca) 넣음
-공기구멍을 만들기 위한 발포제 티타늄 하이드라이드를 첨가
-알루미늄 액체는 기포를 형성, 10배 이상 부풀어 오른 ‘발포 알루미늄'
100% 알루미늄 캔의 사진이다. KBS2 TV 캡처
100% 알루미늄 캔. KBS2 TV 캡처

공터에서 울려 퍼지던 '뻥' 소리를 뻥이요 기억하는가. 전통시장이나 시골 5일 장날, 음력 설준비를 할 때 간혹 듣게 되는 소리이다. 일제시대엔 귀한 먹거리였고, 이제는 신기한 먹 거리 식품이기도 하다.

'뻥튀기' 식품은 남녀노소 누구나 좋아하는 음식이다. 극장가에서 즐겨 찾는 팝콘 또한 뻥튀기 제품이다. 튀밥, 뻥 과자, 뻥 튀김 등 여러 이름으로 불렸다.

그런데 뻥튀기 할 수 있는 금속이 있다? 뻥튀기 할 때 주 재료는 현미, 옥수수, 콩 등을 이용한다. 뻥튀기 10년 경력자에게 쇠덩어리를 할 수 있는 금속이 있는데 알고 있느냐고 물었더니 깜짝 놀란다.

"쇳덩어리요? 그건 안 튀겨지지요?"

우리 생활에 널리 이용되고 있는 알루미늄(원자기호 Al, 원자번호 13, 원자량 26.981, 녹는점 660℃, 끓는점 2,327℃)은 금속이다. 비행기 동체에까지 사용하는 금속이다. 일명 ‘스펀지 금속'으로 알려졌다.

알루미늄 캔을 전기도가니에 넣고 녹이는 사진이다. KBS2 TV 캡처
알루미늄 캔을 전기도가니에 넣고 녹이고 있다. KBS2 TV 캡처

재활용품에서 수거한 알루미늄 캔을 이용했다. 수집한 알루미늄 캔을 가지고 경량고강도 발포 금속연구실에서 발포 알루미늄을 실험한 내용이다.

발포 알루미늄 제작

1. 압축한 알루미늄 캔을 전기도가니에 넣고 녹인다. (전기로의 온도는 927℃이다.)

전기로 속에서 15분 후 얇은 은막이 생기는 사진이다. KBS2 TV 캡처
전기로 속에서 15분이 지나자  얇은 은막이 생기고 있다. KBS2 TV 캡처

알루미늄 캔을 전기도가니 속에 넣자 15분 후 표면에 얇은 은막이 생기기 시작했다. 알루미늄 캔이 완전히 용해되어 액화되었다.

2. 알루미늄 액체에 점도를 유지하기 위해 칼슘(Ca)을 넣는다. 알루미늄 액체 안에 달걀처럼 끈적끈적한 점증제를 넣어 점도를 높인다.

알루미늄 액체가 기포를 형성하고 10배 이상 부풀어 오른 사진이다. KBS2 TV 캡처
알루미늄 액체가 기포를 형성하고 10배 이상 부풀어 오른 다.KBS2 TV 캡처

3. 공기구멍을 만들기 위한 발포제 티타늄 하이드라이드(TiH2)를 첨가한다. 30분 후에 알루미늄 액체에 놀라운 변화가 생긴다. 금속이 뻥튀기된다. 알루미늄 액체는 점차 부풀어 오른다. 베이킹파우더 역할을 하는 발포제 티타늄 하이드라이드를 넣는다. 발포제에서 가스가 나와 빵처럼 금속이 부풀어 오르면서 스펀지 같은 금속으로 뻥튀기되는 것이다. 수많은 기포를 형성하며 10배 이상 부풀어 오른다.

알루미늄을 뻥튀기한 수많은 구멍이 뚫린 ‘발포 알루미늄’사진이다. KBS2 TV 캡처
알루미늄을 뻥튀기해 수많은 구멍이 뚫린 ‘발포 알루미늄’이 만들어진다. KBS2 TV 캡처

알루미늄 액체가 거품이 일어나면서 뻥튀기된 수많은 구멍으로 만들어진 발포 알루미늄이다.

발포 알루미늄은 어떤 특징이 있을까? 물에는 뜰까? 같은 무게의 일반 알루미늄 덩어리는 물에 가라앉는다. 발포 알루미늄은 물에 뜨며 눌러도 가라앉지 않는다.

발포 알루미늄은 어떤 용도로 사용 가능할까? 내충격, 흡진(吸塵), 전자파 차단 등의 효과가 뛰어나 지하철, 연주회장, 라디오 방송국 등에 사용된다. 단열이 잘 돼 내장재로도 많이 이용, 우주항공분야에도 적극 활용되는 매우 매력적인 신소재이다.

단열효과는 얼마나 강할까? 천장에 사용되는 석고보드에 가스토치를 이용했을 때 열을 얼마나 막을 수 있을까? 1000℃보다 높은 열전도율을 가짐으로 낮은 단열율(斷熱率)을 가진다. 발포 알루미늄은 동일 조건으로 가열한다. 약 470℃로 단열효과가 대단히 좋다.

발포 알루미늄은 부러지지 않는 사진이다. KBS2 TV 캡처
발포 알루미늄은 잘 부러지지 않는다. KBS2 TV 캡처

내구성은 어떠할까? 3Kg 해머를 1m 높이에서 떨어뜨리면 일반 알루미늄은 쉽게 부러진다. 발포 알루미늄은 부러지지 않는다. 충격 흡수량이 크기 때문에 완전히 깨지지 않는다.

이 원리를 자동차 범퍼에 적용하면 좋은 재료로 이용할 수 있다. 충격을 받으면 2차 충격으로 인한 피해가 적다. 튕기지 않는다. 유해물질도 생기지 않아 친환경 소재로 각광받고 있다.

버려진 알루미늄 캔을 100% 재활용한 기술! 어느 것 하나 그냥 버릴 것이 없다.


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