◎ 미리생각해보기

비가 와도 시야가 흐리지 않은 자동차 유리, 물에 젖지 않는 옷과 신발, 물에 젖지 않는 종이..등을 본 적 있나요? 이들은 어떤 원리로 물을 튕겨낼까요?
	제품에 발수 코팅 처리를 하였기 때문에 물이 침투되지 않는 것입니다. 가장 흔하게 볼 수 있는 것은 등산복이나 등산화가 있습니다. 발수 코팅을 한 등산복이나 등산화는 비나 눈이 와도 젖지 않아 매우 유용합니다. 또한 자동차의 유리에 발수 코팅을 하게 되면 비가와도 빗물이 유리에 퍼지지 않고 굴러 떨어지거나 바람에 날아가 시야를 더욱 확보할 수 있습니다. 이러한 발수 코팅은 제품에 보이지 않는 보호막을 형성하여 물이나 기타 오염 물질로부터 제품을 보호하는 기능을 합니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 제공된 ‘나노클라스’ 용액을 눈이나 코에 직접 뿌리지 않습니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

‘나노클라스’ 용액은 -14℃~30℃ 범위를 벗어나면 용액의 특성이 줄어 들 수 있으므로 냉장고에 보관하거나 선선한 곳에 두는 것이 좋습니다.

용액이 손이나 몸에 닿아도 인체에 무해합니다. 하지만 얼굴에 뿌리거나 장난치지 않도록 주의해 주세요.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

실험에 사용된 용액은 ‘나노클라스’ 의 다 양한 라인 중 하나인 ‘TEX KLASS’ 용액입니다.	2. 극세사천을 가위로 반 잘라주세요.

7. 자동차의 창문(화선지가 붙여진 곳)에 나노클라스 용액을 골고루 뿌린 뒤 말려주세요.	8. 극세사 천과 화선지가 다 마르면, 종이컵에 물을 넣고 스포이트로 극세사 천과 화선지에 물을 떨어뜨려봅니다. 극세사천은 용액을 뿌린것과 뿌리지 않은 것을 비교해 보세요.

5. 도안을 접는선에 따라 접어주세요. 화선지를 자동차의 창문 크기에 맞게 잘라주세요.	6. 양면테이프를 가위로 이등분 해주세요. 양면테이프를 이용해 화선지를 도안에 붙이고, 자동차를 조립하여 완성해주세요.

3. 두 개 중 한 개의 극세사 천에 펜으로 표시를 해 두고, 나노클라스 용액을 골고루 뿌린 뒤 말려주세요. 주의! 드라이어로 말려주면 더 빨리 마릅니다.	4. 도안을 찢어지지 않게 떼어 내 주세요. 이 실험에 사용되는 도안은 ①,②,⑥번입니다.

◎ 실험방법

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

6. 도안을 접어 양면테이프를 이용해 붙여주세요.	7. 동전이 쌓이는 저금통 도안을 접어 양면테이프로 붙여주세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. ‘나노클라스’ 용액을 뿌린 극세사 천과 뿌리지 않은 극세사 천에 물을 스포이     트로 떨어뜨릴 때 어떤 차이가 있을까요?

⇒ 용액을 뿌리지 않은 극세사 천에 물을 떨어뜨리면 물이 바로 천에 흡수되지만, 용액을

뿌린 극세사 천에 물을 떨어뜨리면 물이 흡수되지 않고 둥글게 모여 천 위에서 굴러다닙

니다.

2. ‘나노클라스’ 용액은 용액을 뿌린 제품을 발수 코팅하는 특징을 가집니다.

발수와 방수는 같은 개념일까요?

⇒ 방수와 발수는 다른 개념입니다. 방수는 코팅, 필름으로 된 표면에 물이 내부로 침투하     는 것을 막아주는 것을 말하며, 발수는 물이 닿았을 때 스며들지 않고 흘러내리게 하는      것으로 물의 입자보다 작은 공기나 기체는 통과합니다.

◎ 원리이해

1. 연잎 효과(Lotus Effect)

수생 식물인 연의 연잎은 강한 소수성 표면을 가지고 있습니다. 물방울이 떨어지

면 방울 형태를 그대로 유지하고 표면이 기울어지면 미끄러져 내리기 때문에 심한

소나기가 내리는 동안에도 마른 상태를 유지합니다. 이러한 특징은 연잎이 매우 미

세한 표면 구조를 가지고 있기 때문입니다. 표면에 직경 1나노미터의 소수성 왁스

결정이 코팅된 돌기가 있는데 나노 규모에서 거친 표면은 매끄러운 표면보다 더 강

한 소수성을 나타내므로, 물과 연잎 사이의 접촉 면적이 작아지게 됩니다. 또한 나

노 구조는 매끄러운 소수성 표면에서 물방울이 구르지 않고 먼지와 함께 미끄러지

기 때문에 먼지 입자들을 연잎이 흡수할 수 없어 자정작용에도 효과적이며, 각종 먼

지, 진드기, 박테리아 등도 달라붙지 못하여 연잎의 오염을 방지합니다.

<연잎>                                 <연잎의 표면>

2. 나노클라스

제공된 ‘나노클라스’ 발수코팅 용액은 위에서 설명한 연잎효과의 원리를 응용한

것입니다. 99.5%의 물에 0.5%의 이산화규소 나노입자를 섞어서 만든 이 용액을

제품에 뿌리게 되면, 머리카락 굵기의 1/100nm(나노미터)의 나노폴리머 구조가

표면을 완벽하게 코팅합니다. 이러한 첨단 기술은 다양한 표면(천,종이,유리 등)에

외부 오염의 마찰 계수를 줄여 충격과 오염으로부터 표면을 보호합니다. 따라서

오염원으로부터 발생되는 박테리아의 증식이나 발생을 원칙적으로 차단하며, 자연

현상(빗물, 바람, 자외선)에 의해 외부 오염원이 코팅면 으로부터 떨어져 나가게     합니다.

‘나노클라스‘ 발수 코팅 용액은 현재 다양한 분야에 사용되고 있습니다.

대표적으로 피츠버그 대학교의 한국관에 전시된 가옥에 사용된 나무와 종이를 보

존하기 위해 나노 코팅 처리를 하였으며, 윤보선 대통령 생가에도 마찬가지로 오    염 을 막기위해 나노 코팅 처리를 하였습니다. 또한 자동차에도 흔하게 사용되어,    차의 부식을 막으며 빗길에 더 수월하게 운전할 수 있습니다. 섬유나 가죽에 나노    코팅제를 뿌리면 비가 오거나 땀이 흘러도 가죽이 오염되지 않고, 음식물을 흘려    도 물이나 음식 등이 스며들지 않아 매우 유용하게 사용됩니다.

※ 이 실험은 (주)골든라이프코리아와 (주)사이언스존이 공동 개발 하였습니다.

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학습목표

나노클라스 용액을 이용한 발수 코팅 실험을 해 보고,

그 원리를 알아봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

비가 와도 시야가 흐리지 않은 자동차 유리, 물에 젖지 않는 옷과 신발, 물에 젖지 않는 종이..등을 본 적 있나요? 이들은 어떤 원리로 물을 튕겨낼까요?

◎ 미리생각해보기

극세사 천 1개, 화선지, 양면테이프 2개, 스포이트 1개, 나노클라스 용액,

종이컵, 도안 1장

※직접 준비해 주세요. (가위, 유성펜, 물)

◎ 실험준비물

1. ‘나노클라스’ 용액을 뿌린 극세사 천과 뿌리지 않은 극세사 천에 물을 스포이 트로 떨어뜨릴 때 어떤 차이가 있을까요?

2. ‘나노클라스’ 용액은 용액을 뿌린 제품을 발수 코팅하는 특징을 가집니다.

발수와 방수는 같은 개념일까요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점ㅈ