일상 속 과학 이야기

Q 다이아몬드나 사파이어 같은 보석은 가짜와 어떻게 구별하나요.
A 보석 감별은 보석의 물리 화학적 특성을 측정하는 것입니다. 먼저 눈으로 보석 모양을 살핀 뒤 빛을 이용해 굴절률과 스펙트럼을 관찰합니다. 예컨대, 다이아몬드를 뾰족한 부분이 위로 향하게 한 뒤 검은 점이 찍힌 종이 위에 올리면 진짜 다이아몬드는 그대로 보이지만 가짜 다이아몬드인 큐빅은 도넛 모양으로 보입니다. 이는 큐빅의 굴절률이 진짜 다이아몬드와 다르기 때문입니다. 진주는 표면을 살짝 긁었을 때 미끄러지는 느낌이 들면 가짜이고 긁히는 느낌이 나면 진짜입니다. 형광등 같은 백색광으로 보석 표면을 관찰하고 나트륨광으로 굴절률을 측정하는 방법도 있습니다. 사파이어나 루비의 경우 가짜 보석이 갖는 광학적 특징이 천연 보석과 같기 때문에 진짜와 가짜를 구별하려면 현미경으로 불순물 여부를 관찰해야 합니다. 비중계를 이용해서 비중을 재거나 분광기를 이용해서 스펙트럼을 측정해 감별하는 방법도 씁니다.

Q 매운 음식을 먹을 때 흐르는 콧물과 감기에 걸렸을 때 나오는 콧물은 같은가요.
A 콧물은 콧속 점막에서 새어나오는 점액입니다. 콧물을 구성하는 주성분은 아미노산·탄수화물·효소 등이지만 언제 흘리느냐에 따라 그 성분은 조금씩 달라집니다. 매운 음식을 먹으면 혀와 구강과 비강에서 통각을 느끼는데, 뇌는 이 통증을 완화하기 위해 혈관을 확장시켜 수분이 분비되는 양을 증가시킵니다. 결국 수분이 늘면서 점액 분비량도 증가해 콧물이 나옵니다. 하지만 감기에 걸렸을 때 흘리는 콧물은 단순히 수분만 증가해 생기는 것이 아닙니다. 감기 바이러스가 콧속 점막에 침입하면 점막 조직에서 바이러스를 죽이기 위해 혈액 속으로 수분과 백혈구를 대량으로 내보냅니다. 콧속 점막에 바이러스성 염증이 생기면 점액의 분비가 멈추지 않고 오랫동안 지속됩니다. 이때 흐르는 콧물은 폐로 들어가는 공기에서 일차적으로 이물질을 제거하는 역할을 합니다.

Q 몸이 쑤실 때 붙이는 파스의 원리가 궁금합니다.
A 근육이나 관절에 통증이 있을 때 사용하는 파스에 함유된 약품의 주성분은 살리실산메틸입니다. 살리실산메틸은 버드나무 껍질에서 추출한 살리실산과 메탄올을 결합해 만든 물질로 진통·해열 작용이 있습니다. 살리실산메틸이 포함된 파스를 붙이면 살리실산메틸이 메탄올과 살리실산으로 분해돼 메탄올은 공기 중으로 날아가고 살리실산이 피부로 흡수됩니다. 이때 살리실산은 진통 작용을 하는 동시에 혈관을 팽창시켜 혈류량을 늘립니다. 혈류량이 늘면 산소나 영양분이 더 많이 공급돼 통증을 완화시킬 수 있습니다. 파스를 붙이면 뜨거운 느낌이 드는데 그 원인은 바로 혈관이 팽창할 때 느끼는 열 때문입니다.