안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
자동차 에어백이 충돌 순간 사람을 보호할 수 있는 비결은 고체 물질이 단 0.03초 만에 엄청난 양의 기체로 변하는 화학 반응에 있습니다. 에어백 내부에는 아지드화나트륨이라는 고체 화합물과 점화 장치가 들어 있습니다. 자동차에 강한 충격이 가해지면 센서가 이를 감지해 전기 신호를 보내고, 점화 장치가 작동하면서 순식간에 높은 열을 발생시킵니다.
이 열에 의해 아지드화나트륨은 질소 기체와 나트륨 금속으로 급격하게 열분해됩니다. 고체 상태였던 물질이 질소 기체로 변하면서 부피가 수백 배 이상 폭발적으로 팽창하는데, 이 힘으로 에어백이 순식간에 부풀어 올라 탑승자의 충격을 흡수해 주는 것입니다. 질소는 공기의 대부분을 차지하는 안정한 기체라 인체에 무해합니다.
다만 이 과정에서 함께 생성되는 나트륨 금속은 반응성이 매우 강해 물이나 피부에 닿으면 화상을 입힐 수 있을 정도로 위험합니다. 이를 해결하기 위해 에어백 내부에는 질산칼륨과 이산화규소 같은 물질이 함께 채워져 있습니다. 위험한 나트륨 금속은 이 물질들과 연쇄적으로 반응하면서 최종적으로는 인체에 전혀 해가 없는 안정된 유리 성분의 가루로 바뀝니다. 에어백은 이처럼 순식간에 대량의 기체를 만드는 분해 반응과 부산물을 안전하게 바꾸는 중화 반응이 정밀하게 결합된 화학적 안전장치입니다.