우유로 프라스틱을 만들어 보자

우유가 플라스틱이 되는 원리

 

우유 속에 들어 있는 단백질 가운데 약 80%가 카제인 단백질입니다.

이 카제인은 열이나 산에 굉장히 약해서 가열한다든가 식초를 넣게 되면 변성이 일어나 굳게 되는것을 이용하면 프라스틱을 만들수 있답니다.

 
이 카제인의 형상은 마치 구슬 같아서 "혼자 있는 분자"라는 뜻으로 모노머라고 합니다.

이 구슬이 모여 사슬 모양으로 연결이 되면 폴리머라고 합니다.

고로 카제인과 산의 반응은 아교처럼 접착성이 생기기 때문에 플라스틱을 만들 수 있으며,

이런 성질을 이용해 깨진 그릇을 붙일 수도 있는 접착제 역활을 합니다. 

정상 상태의 우유에는 이런 모노머 상태의 카제인이 둥둥 떠다니게 됩니다.

그렇지만 모노머가 폴리머로 변하게 하려면 식초를 넣으면 되는데,

그것은 음이온 상태의 모노머가 식초 속의 양이온인 산과 만나 모노머 상태의 카제인이 서로 달라붙어 폴리머로 변하게 됩니다.

물론 식초를 넣지 않더라도 오래된 상한 우유를 보면, 덩어리가 지는 것을 볼 수 있는데,

이런 현상도 같은 원리랍니다.
그 이유도 우유 속의 젖산균이 젖산을 만들어내 우유가 산성이 되므로 카제인이 응고되는 것입니다.

 

그래서 많이 상해서 덩어리진 우유에는 이미 응고가 일어났기 때문에 약간의 식초로도 플라스틱을 만들 수 있겠지만,

상한 냄새가 지독하니까 그리 추천 할만한 건 아닙니다.

그리고 참고로 말하자면 우유가 상하면 암모니아도 생기는데,

암모니아는 때를 잘 녹이는 성질이 있고 휘발성분도 있기 때문에 상한 우유로 타일이나 마룻바닥을 닦는데 사용하는게 낮겠지요...

그리고 천연가스나 석유로 만드는 플라스틱과는 다를것은 없읍니다.

어떻게 보면 우유로 만든 프라스틱이 요즘에 나오는 프라스틱의 원조라 할 수 있죠..

그래서 옛날에는 카제인으로 단추 같은 간단한 플라스틱을 만들어 사용했는데,

카제인으로 만드는 것보다 석유나 천연가스로 만드는게 값이 싸기 때문에 더 이상 만들지 않게 된 것이랍니다.

앞으로는 간단한 프라스틱 조형물이 필요하다면  아래와 같은 방법으로 만들어 보시길...

 

[실험방법]

1. 우유를 냄비에 넣고 적당히 뜨거울 때까지 끓인다.

   너무 끓으면 응고가 되므로 많이 끓이지 않도록 조심하자.

   (200ml는 한 3분 정도면 끓는다.)

2. 데워진 우유에 식초 1티스푼을 넣고 잘 저은 다음 식힌다.

3. 우유가 식어서 하얗게 알갱이가 생기면 체로 거른다.

   체가 없으면 못쓰게 된 스타킹을 이용하면 된다.

   이때 물기를 너무 많이 제거하면 빨리 건조되나 모양 만들기가 어렵고,

   너무 물기가 많으면 건조시간이 오래 걸리므로 적당히 조절하자.

4. 걸러 낸 내용물을 여러 가지 도구를 이용해 원하는 모양을 만든다.

   (반죽을 많이 하면 알갱이들이 잘 뭉쳐 원하는 모양을 예쁘게 만들 수 있다.)

 
5. 바람이 잘 통하는 장소에 놔둬 말리자.

   짧게는 2일 길게는 일주일 정도면 딱딱하게 굳는다.

   (드라이기나 전자레인지를 사용하면 빨리 만들 수 있다.)

[실험 동영상 보기]

 

글 : 김맑아 과학전문 기자