fluorF's Laboratory

감사합니다! 또 궁금한 것이 있다면 언제든지 글을 남겨주세요.

유화와 화학의 경우 이번 추수감사절 기간에는 모두 끝장을 보려고 계획 중입니다. 휴가 기간이 아니고서야 도무지 장편 연재글을 쓰기가 참 어렵더군요. 회화를 하시는 분이니까 혹 나중에 개인적인 경험이나 수정 사항들을 남겨주시면 많은 참고가 될 것 같습니다. 제 글 페이지에 internet explorer가 아닌 chrome 이나 다른 브라우저로 들어오시면 글에 댓글을 남기실 수 있어요 ㅡ 왜 explorer에서는 disqus 창이 안 열리는 지 모르겠습니다만... 많은 관심 부탁드립니다!

안녕하세요, namanuki님. 홈페이지의 글을 읽는 동안 즐거움과 유익함을 느끼셨다니 제가 다 기분이 좋아집니다. 이런 류의 글을 쓸 때에는 과학연구를 업으로 삼지 않는 분들에게도 과학 내용이 어렵지 않게 잘 전달되는 것을 목표로 삼아야 하는데 그게 참 쉽지 않은 법이거든요.

남기신 질문을 보고 답변을 어떻게 해야할지 정말 깊이 고민이 되었습니다. 광고에서 말하는 '열 전달 거리가 긴 원적외선'이라는 말은 황당하기 그지 없는 광고성 문구에 지나지 않거든요. 찬찬히 짚고 넘어가자면 다음과 같습니다만, 썰을 풀기 전에 원론을 다시 이야기하자면, 소위 일반 장판에서도 충분한 양의 원적외선이 나옵니다. 왜냐하면 체온 보다 약간 높은 수준에서는 다량의 원적외선이 방출되는 것이 물리학적으로 설명될 수 있기 때문이죠. 따라서 특정 제품이 특별히 원적외선을 많이 방출한다고 생각하시는 것 자체가 이미 넌센스입니다.

1. 우선 장판이 몸을 데우는 원리를 생각해보면, 대체로 우리 몸은 대체로 전도(conduction)에 의해 따뜻하게 데워집니다. 왜냐하면 우리가 장판과 접촉하고 있기 때문이죠. 그런데 인체는 열전도율이 굉장히 나쁜 물질(?)로 구성되어 있으므로 등쪽만 국소적으로 데워질 뿐입니다. 그렇기 때문에 사람들은 장판에 눕거든 이불도 당연하게 덮게 되는데 이불과 장판 사이에 갇힌 공간의 공기가 데워지고 이 따뜻한 공기가 배쪽도 따뜻하게 해 주는 셈입니다. (물론 장판과 접촉한 이불이 전도에 의해 전체적으로 데워지면서 배를 따뜻하게 해주기도 하죠.) 이 열 전달 과정에서 원적외선을 비롯한 전자기파의 역할은 전혀 없습니다.

2. 장판에서 어느 정도 거리를 두면 더 이상 전도는 일어나지 않습니다. 그러나 이 경우 대류(convection)에 의해 물체가 데워질 수 있는데, 장판 바로 위에서 데워진 공기가 상승하면서 열 에너지를 전달해 주는 것이죠. 그런데 이것 역시 공기라는 매질이 직접적으로 열 에너지를 전달해주는 것이므로 원적외선의 역할은 전혀 없습니다. 따라서 이 경우에도 역시 원적외선을 비롯한 전자기파의 역할은 전혀 없습니다.

3. 그렇다면 남은 열 전달 방식은 복사(radiation)인데, 여기에 대해서는 잡다하게 할 말이 많습니다만 글에서도 언급한 건만 재론하자면, 인체로 입사된 원적외선의 감쇠거리는 각질 수준에 불과합니다. 광고글에서는 원적외선이 코끝과 발끝까지 골고루 스며든다고 하는데, 그러려면 원적외선은 누워있는 인체를 수직 방향으로 통과하면서 근육과 골격, 체세포와의 상호 작용에 따른 감쇠(attenuation)를 이겨내고 코끝과 발끝에 도달해야 합니다. 이게 가능한 일일까요? 불가능합니다.

4. 광고글에서는 '원적외선이 열이 더 멀리 전달되는 전자기파'라고 주장하고 있지만, 이를 과학적으로 다듬어서 표현하자면 '원적외선은 감쇠 거리가 긴 전자기파'라고 할 수 있겠군요. 그런데 무엇에 비교해서 감쇠 거리가 긴 것일까요? 근적외선? 가시광선? 오히려 공기 중에는 원적외선의 진행을 방해할 만한 요소들이 많습니다. 바로 공기 중 수분과 이산화탄소가 대표적이지요. 이들은 원적외선을 흡수하여 분자 진동 에너지로 전환시켜 버리지요. 괜히 이들이 온실 가스(greenhouse gas)로 지목되는 게 아닙니다.

5. 그렇다면 장판의 선택 기준은 무엇일까요? 장판이 몸을 데우는 원리를 생각하면 답은 간단합니다: 온도 조절이 용이하고 장판 전체 면적에 대한 온도 분포가 균일한 것이 제일 좋습니다. 원적외선? 음이온? 자기장? 이런 것은 열 전달과 건강에 하등 도움이 되지 않는 쓸모 없는 광고성 사기에 지나지 않습니다.