안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
흰 옷이 시간이 지나면서 누렇게 변하는 황변 현상은 섬유가 가시광선의 짧은 파장대인 푸른색 빛을 흡수하고 상대적으로 긴 파장대인 노란색 빛을 더 많이 반사하기 때문에 일어납니다. 형광증백제는 이 부족해진 푸른색 빛을 광학적인 방법으로 보충하여 우리 눈이 다시 하얀색으로 인식하게 만드는 역할을 합니다.
원리의 핵심은 에너지의 변환에 있습니다. 형광증백제 분자는 우리 눈에 보이지 않는 높은 에너지의 자외선을 흡수합니다. 자외선을 받아 들뜬 상태가 된 분자는 다시 안정적인 상태로 돌아오려고 하는데, 이때 흡수한 에너지 중 일부를 열로 소모하고 남은 에너지를 빛의 형태로 방출합니다. 에너지가 일부 소모되었기 때문에 방출되는 빛은 처음 흡수한 자외선보다 에너지가 낮고 파장이 긴 푸른색 가시광선 영역의 빛이 됩니다.
이렇게 방출된 푸른색 빛은 섬유에서 반사되던 노란색 빛과 보색 관계를 이룹니다. 빛의 삼원색 원리에 따라 노란색과 푸른색이 합쳐지면 무채색인 흰색에 가까워지는데, 결과적으로 섬유의 노란 기운이 상쇄되는 것입니다. 또한, 단순히 빛을 반사만 하는 것이 아니라 자외선을 가시광선으로 바꿔 추가적인 빛을 내보내는 것이므로, 우리 눈에는 옷이 이전보다 더 밝고 눈부시게 하얀 것처럼 느껴지게 됩니다. 이는 물리적으로 때를 빼는 세척과는 다른, 빛의 파장을 이용한 정교한 착시 효과라고 할 수 있습니다.