안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
핫팩이 따뜻해지는 원리는 철 가루가 공기 중의 산소와 반응하여 산화철로 변할 때 방출되는 발열 반응을 이용한 것으로, 자연 상태에서 수년에 걸쳐 천천히 일어나는 철의 부식 과정을 짧게 압축해 급속도로 일으키는 반응입니다.
철이 산소와 결합하여 산화철이 되는 반응은 에너지를 외부로 방출하는 대표적인 발열 반응으로, 철이 완전히 산화될 때 열이 방출됩니다. 핫팩은 덩어리 상태의 철 대신 입자가 매우 고운 철 가루를 사용하여 공기와 닿는 표면적을 극대화함으로써 산화 반응 속도와 발열량을 대폭 높였습니다.
핫팩의 외부 부직포에는 미세한 공기 구멍이 뚫려 있어, 비닐 포장을 개봉하는 순간 공기 중의 산소가 부직포를 통과해 유입되며 반응이 시작됩니다. 핫팩을 비비거나 흔들면 내부의 철 가루, 활성탄, 촉매 물질들이 골고루 섞이면서 철 가루 표면에 산소 접촉이 균일하게 일어나 급속 산화 반응이 활성화되고 빠르게 온도가 올라가게 됩니다.