루미놀 용액을 뿌리면 불이 꺼진 상태에서도 핏자국이 푸른 형광빛을 낸다고 하는데, 어떤 원리에서 빛이 나타나는지 궁금합니다.

Question

과학수사대가 범죄 현장의 지워진 핏자국을 찾을 때 루미놀 용액을 뿌리면 불이 꺼진 상태에서도 핏자국이 푸른 형광빛을 낸다고 하는데, 어떤 원리에서 빛이 나타나는지 궁금합니다.

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

루미놀 반응은 과학수사에서 가장 많이 쓰는 과학적 방법을 이용한 수사 기법입니다. 이 현상은 외부 빛을 받아 다시 뿜어내는 형광이 아니라, 화학 반응 자체에서 에너지가 빛으로 직접 전환되어 발생하는 화학 발광 현상입니다.

루미놀과 과산화수소만 섞어 놓으면 산화 반응이 극도로 천천히 일어나 눈에 보이는 빛이 나지 않습니다. 하지만 여기에 피 속의 철 이온이 들어가면 촉매 작용을 일으켜 반응 속도가 수백만 배 폭발적으로 증가합니다. 이 과정을 어떻게 일어나는 설명해 드릴게요.

루미놀 용액이 핏자국에 닿으면, 피 속의 철 이온이 과산화수소를 급격히 분해하여 강력한 산소 라디칼을 만들어 내어 루미놀 분자를 공격하여 산화시킵니다. 산화된 루미놀 분자는 질소 기체를 밖으로 내보내면서 새로운 물질로 변합니다. 이때 반응으로 발생한 화학 에너지를 흡수하여 분자 내 전자가 에너지가 매우 높은 불안정한 들뜬 상태에 도달합니다. 들뜬 상태의 새로 만들어진 분자가 다시 안정하고 에너지가 낮은 바닥상태로 떨어지면서, 남는 화학 에너지가 푸른색 빛 형태로 밖으로 뿜어내게 되는 것입니다.