Teddy bear - STAYC {단열재}

출처 https://blog.naver.com/huvistory/223818514153

 

북극곰의 털은 흰색처럼 보이지만 실제로는 거의 투명하며, 털 속은 대부분 빈 공간입니다. 그런데 이상하지 않나요? 보통은 속이 꽉 차 있어야 따뜻할 것이라고 생각하는데, 어떻게 비어 있는 털이 혹독한 북극의 추위로부터 북극곰을 지켜 줄 수 있을까요? 이번 시간에는 '텅 비어 있음'이 지닌 가치를 물리학으로 살펴보는 단열과 열팽창입니다.

 

 

뜨거운 음료나 차가운 음료의 온도를 오랫동안 유지하는 보온병은 열의 이동을 최소화하도록 설계된 대표적인 제품입니다. 보온병은 이중 용기 사이를 진공으로 만들어 전도와 대류를 줄이고, 내부 표면을 반사막으로 코팅하여 복사에 의한 열의 이동도 줄여요. 이처럼 열이 이동하는 세 가지 경로를 차단함으로써 보온병은 내부의 온도를 오랫동안 유지할 수 있습니다.

 

 

건축물의 단열도 보온병과 같은 원리를 이용합니다. 벽과 지붕에는 공기층을 포함한 단열재를 사용하여 전도와 대류를 줄이고, 복사열을 반사하는 단열재를 적용하여 복사에 의한 열의 이동도 감소시켜요. 또한 건축물의 단열 성능을 높이기 위해서는 열전도율이 낮은 소재를 사용하고, 단열재의 두께를 충분히 확보하는 것이 중요합니다. 열전도 관계식에 따르면 전달되는 열의 양은 열전도율에 비례하고 재료의 두께에 반비례하므로, 열전도율이 낮은 단열재를 사용하거나 단열재를 여러 겹 시공하여 두께를 늘리면 열의 이동을 더욱 효과적으로 줄일 수 있어요. 이를 통해 냉난방 에너지를 절약하고 실내를 더욱 쾌적하게 유지할 수 있습니다.

 

텅 비어 있음의 가치

 

빈 공간은 아무것도 없는 공간이 아니라 열의 이동을 막아 주는 공간이었습니다. 북극곰은 이러한 원리를 이미 활용하고 있었던 것이죠. 과학자들은 북극곰 털의 구조에서 아이디어를 얻어 초경량 단열재인 에어로젤을 개발했습니다.

 

https://www.youtube.com/shorts/PBryED1Oiyc

 

에어로젤은 대부분이 빈 공간으로 이루어져 있어 매우 가볍고 뛰어난 단열 성능을 지닙니다. 쉽게 부서지기는 하지만 자기 무게의 약 1000배를 견딜 만큼 우수한 강도를 갖고 있어요. 이처럼 자연에서 얻은 아이디어는 첨단 기술로 이어집니다. 그리고 앞으로 이러한 아이디어를 발견하고 새로운 기술을 만들어 갈 사람은 바로 여러분이에요.

 

 

지구온난화로 북극곰은 점점 삶의 터전을 잃어가고 있습니다. 우리가 더 뛰어난 단열 기술을 개발해 건축물의 냉난방 에너지를 줄인다면 탄소 배출도 함께 감소시킬 수 있어요. 물리학과 건축 기술은 단순히 건물을 따뜻하게 만드는 데 그치지 않고, 지구 환경과 북극곰의 미래를 지키는 데에도 기여할 수 있습니다.

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https://www.youtube.com/watch?v=midOBwzGeOM&list=RDmidOBwzGeOM&start_radio=1

 

우리가 품은 우주

 

학교 강당에 모래 한 알을 던져 넣으면, 그 공간의 평균 밀도는 우주의 평균 밀도보다 높아진다고 합니다. 그만큼 우주의 본질은 '텅 비어 있음'이에요. 살다 보면 도전한 일이 기대에 미치지 못해 허무함을 느끼기도 하고, 미래가 막막해 공허함에 빠질 때도 있습니다. 하지만 우리는 우주의 시간으로 보면 찰나에도 미치지 못하는 짧은 생을 살아가면서도, 우주의 탄생과 별의 죽음을 이야기하는 특별한 존재예요.

 

오늘 우리는 북극곰의 털과 에어로젤을 통해 '텅 비어 있음'의 가치를 배웠습니다. 텅 비어 있던 우주에서 수많은 별과 행성, 그리고 우리가 탄생하게 된 가능성을 떠올려 보면, 우리 안의 허무함과 공허함도 어쩌면 아직 드러나지 않은 가능성일지 모릅니다. 그러니 서두르지 않아도 됩니다. 우리 모두 이번 생은 처음이니까요. 차근차근 지성을 키워 자연의 원리를 발견하고, 새로운 신소재와 건축 기술을 개발하는 과학자가 되어 북극곰의 삶의 터전을 지켜줬으면 하네요. STAYC의 Teddy bear를 들으며, 오늘도 물리를 통해 인생을 배웁니다.