안경이나 렌즈에 김서림 방지제를 바르면 수증기가 맺히지 않는 원리를 친수성 코팅막과 표면장력 감소의 과학적 개념으로 설명해 주세요.

Question

안경이나 렌즈에 김서림 방지제를 바르면 수증기가 맺히지 않는 원리를 친수성 코팅막과 표면장력 감소의 과학적 개념으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

물 분자는 서로 강력하게 끌어당기는 수소 결합을 갖고 있어, 표면적을 최소화하여 둥근 구형을 유지하려는 성질이 강해 따뜻한 수증기가 차가운 렌즈에 닿으면 물의 높은 표면장력 때문에 미세한 입체적 물방울로 맺히게 됩니다. 이 물방울들이 돋보기 역할을 하며 통과하는 빛을 사방으로 산란시켜 안경이 하얗게 김이 서리게 됩니다.

김서림 방지제의 핵심 성분은 계면활성제 및 친수성 고분자물질로 렌즈 표면에 바르면 물 분자 사이의 인력을 약화시켜 물 응결체의 표면장력을 급격히 감소시켜 응결된 물이 더 이상 볼록한 방울 형태를 유지하지 못하게 합니다.

김서림 방지제가 렌즈 표면에 만든 친수성 보호막은 물 분자를 밀어내는 대신 렌즈 표면 전체로 빠르게 흡수, 확산시켜 물과 렌즈 표면 사이의 독립된 물방울들이 아닌 연속적이고 얇은 고른 수막이 형성됩니다. 두께가 일정한 수막은 빛을 산란시키지 않고 평평하게 통과시키므로, 수증기가 맺혀도 눈에는 아무것도 없는 것처럼 시야가 투명하게 유지됩니다.