안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
뜨거운 물을 부었을 때 그림이 나타나는머그잔의 비밀은 온도에 따라 색이 변하는 열 변색 안료에 있습니다. 이 안료는 머리카락 굵기보다 얇은 마이크로캡슐 형태로 머그잔 표면에 코팅되어 있으며, 그 캡슐 안에는 화학 반응을 일으키는 세 가지 핵심 물질이 들어있습니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.
열 변색 머그잔은 류코 염료, 현색제, 용매가 들어있는 마이크로캡슐의 화학 반응을 이용합니다. 상온에서 캡슐 내 용매는 고체 상태이며, 약산성인 현색제가 류코 염료에 수소 이온을 제공합니다. 이때 류코 염료의 분자 구조가 열려 가시광선을 흡수하면서 컵이 짙은 검은색을 띠게 됩니다.
하지만 컵에 뜨거운 커피를 부으면 열에 의해 용매가 액체로 녹습니다. 액체 속에서 류코 염료와 현색제가 서로 분리되고, 수소 이온을 잃은 염료는 본래의 닫힌 분자 구조로 돌아갑니다. 분자 구조가 변하면 빛의 흡수 스펙트럼이 달라져 검은색이었던 염료가 투명하게 바뀝니다. 까만 코팅이 투명해지면서 그 아래에 미리 인쇄되어 있던 화려한 사진이나 메시지가 드러나며, 컵이 다시 식으면 용매가 굳어 원래의 검은색으로 되돌아갑니다.