물과 기름이 초음파의 원리로 섞인다는데 과학적으로 맞는 말인가요?
물과 기름은 결코 어울릴 수 없는 앙숙관계를 표현할때 관용구로 많이 사용하는데요. 예전에 지인한테 언뜻 들은얘기가 물과 기름을 초음파 원리로 서로 섞을수 있다는 말을 들었는데 맞는말인가요? 맞다면 이를 뒷받침할 과학적 근거를 알려주세요.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
물과 기름을 섞기 위해서는 무엇보다 기름입자를 나노 크기(10억분의 1 m) 수준으로 만드는 것이 중요합니다
초음파는 미세한 진동을 이용하여 기름 입자를 잘게 쪼개는게 가능합니다
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
물과 기름이 서로 섞이지 않는 이유는 두 액체의 분자 구조가 서로 다르기 때문입니다. 물은 극성 분자이며, 기름은 비극성 분자입니다. 이러한 이유로, 서로 다른 분자 구조를 가진 물과 기름은 서로 혼합되지 않고, 떨어져 있는 상태로 존재합니다.
그러나 초음파를 이용하여 물과 기름을 섞을 수 있는데, 이는 초음파 파동에 의해 두 액체의 경계면에서 미세한 진동이 발생하기 때문입니다. 이러한 진동은 두 액체의 경계면을 불안정하게 만들어, 물과 기름이 서로 섞이게 됩니다.
이러한 현상은 "초음파 유동"이라고도 불리며, 의료 분야나 식품 산업 등에서 유용하게 활용되고 있습니다. 그러나, 초음파 유동을 이용하여 물과 기름을 섞는 것이 항상 가능한 것은 아니며, 섞이는 정도에도 한계가 있습니다. 또한, 초음파 유동은 물리적인 현상으로서 구체적인 과학적 근거가 있지만, 물과 기름을 섞는 데에 초음파를 이용하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으므로, 구체적인 방법에 따라 근거가 달라질 수 있습니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
초음파를 이용해 기름 입자를 잘게 쪼개는 방식으로 물과 섞는 기술을 개발했다. 기름에 초음파를 쏘면 미세한 기포(氣泡)가 생기고 이 기포가 터지면 더 큰 에너지가 나와 기름이 잘게 부서지는 원리를 이용했다.
지금까지 초음파를 이용해 기름 입자를 마이크로미터(100만분의 1m) 크기로 쪼개는 기술은 있었다. 하지만 이 기술을 이용해 섞어 놓으면 며칠 지나지 않아 기름 입자끼리 다시 달라붙으며 물과 분리되기 일쑤였다.
고주파(500㎑)의 초음파를 발생시키는 장치를 개발했다. 이 장치에 물과 기름 혼합 용액을 넣었더니 기름 입자가 수십 나노미터(10억분의 1m)로 잘게 쪼개져 물과 잘 섞이는 현상을 확인했다. 화장품 성분으로 많이 쓰이는 세티올 오일과 천연 올리브 오일을 각각 증류수와 섞었는데 6개월이 지나도 섞인 상태가 유지됐다.안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
물과 기름은 화학적 특성이 다르기 때문에 잘 섞이지 않습니다물은 극성 용매이고 기름은 비극성 용매입니다 즉 물 분자는 서로 강한 결합을 형성하고 기름 분자는 서로 강한 결합을 형성합니다 초음파는 물과 기름을 섞는 데 사용할 수 있는 이유는 초음파가 물과 기름 분자의 결합을 파괴하고 분자를 더 작은 조각으로 분해하되며 섞이게 됩니다
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
1. 기름을 초음파 집속장치에 넣어서 그 입자의 크기를 나노미터 수준으로 낮춘다. (이 때 초음파는 500kHz정도면 될겁니다.)
2. 물에 넣어서 섞는다.
이게 끝일 겁니다. 초음파 집속장치를 잘 사용만 한다면 잘 될겁니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 초음파는 고주파 소리의 파동으로, 고주파 진동을 생성하여 물질과 상호작용하는 특성을 가지고 있습니다. 초음파 분산은 초음파의 압력 변화와 음파 파동의 강력한 세기 변화로 인해 발생합니다. 이로 인해 초음파 파동이 물과 기름 사이에서 공기 포집 또는 압력 차를 생성하게 됩니다.
이러한 과정에서 초음파 파동이 물과 기름 사이에 작용하면, 공기 포집된 작은 기포나 미세한 액체 입자들이 생성됩니다. 이 작은 기포나 입자들은 물과 기름 사이에 분산되어 혼합이 이루어지게 됩니다. 초음파 파동의 진동 에너지로 인해 이러한 기포와 입자들이 물과 기름 사이에서 움직이며 섞이게 됩니다.
