왜 아무것도 테플론에 붙을 수 없을까? - 아슈위니 바랏훌라

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테플론은 아폴로 팀이 달에 착륙할 때 입었던 우주복에, 맨하탄 프로젝트에 사용되었던 파이프와 밸브들에, 혹은 프라이팬이나 쿠키 시트의 눌러붙지 않는 코팅으로서 주방에 존재합니다. 그래서, 이 미끄러운 고체는 무엇이며 — 왜 아무것도 이것에 붙을 수 없는 걸까요? 바랏훌라가 테플론의 뒤에 숨겨진 과학을 설명해드립니다.

레슨은 아슈위니 바랏훌라, 애니메이션은 앤드류 푀르스터 제작.

마피아 보스 존 고티 에게 붙을 수 있는 건
아무 것도 없습니다.

배심원과 목격자들에게 뇌물을 주거나
협박하며 법의 심판을 피해 왔죠.

그래서 지구상에서 가장 미끄러운 물질의 이름을 따라

테플론 돈(존 고티의 별명 - 역자)
이라는 이름을 얻게 되었습니다.

테플론은 아폴로 팀이
달에 착륙할 당시 입었던 우주복과

맨하탄 계획(미국이 주력한 원자폭탄 제조계획)에
사용한 파이프와 밸브에 있었죠.

그리고 주방에서는 프라이팬이나 쿠키 시트의
눌어 붙지 않는 코팅 속에도 있겠죠.

그러면 이 미끄러운 고체는 무엇이며,
왜 아무 것도 여기에 붙을 수 없을까요?

테플론은 폴리테트라플루오로에틸렌
의 브랜드 이름입니다.

줄임말 PTFE의 브랜드 이름이기도 하죠.

1938년 27살 미국 화학자에 의해
어쩌다가 우연히 발견되었습니다.

화학자의 이름은 로이 플렁킷이 었는데,

화학약품 공장 뒤퐁 에서
무독성 냉매를 개발던 중에

발견 했습니다.

실험실의 금속 용기 속에서 형성된
이 이상하고도, 하얀 물질은

화학적으로 비활성화되어있었는데,

이는 즉 이 물질이 다른 물질들과
반응할 수 없음을 뜻합니다.

이것은 또한 엄청나게 작은
마찰 계수를 가지고 있어서,

다른 물질들을 바로 옆으로
미끄러져 내려가게 했습니다.

테플론의 특성으로 미끄러운 무언가 필요할 때,
완벽한 물질이었습니다.

화학적으로 강한 게 필요할 때도요.

혹은 방수가 되어야 하는 경우에도 말이죠.

이는 곧 많은 곳에 적용할 수 있다는
의미가 됩니다.

테플론은 모든 곳에서 볼 수 있습니다.

우비의 코팅으로서,

산업용 볼 베어링으로서,

인공 관절으로서,

회로판으로서,

그리고 심지어 덴버 국제 공항의
로키 산맥 테마 지붕에서도 찾을 수 있습니다.

PTFE의 이 놀라운 특성은
이것의 분자 구조로부터 얻어집니다.

이것은 중합체인데, 이는

이 물질이 반복되는 단위의 원자들로 엮인
긴 사슬들로 이루어져 있다는 것을 뜻합니다.

PTFE 사슬은 탄소 원자 뼈대를
가지고 있습니다.

각각의 탄소 원자에는
두 개의 플루오린이 붙어있죠.

플루오린 원자는 탄소주위를
마치 갑옷처럼 둘러싸고,

사슬 주위를 나선형으로 움직이며,

탄소와 플로오린 사이의 연결은
엄청나게 단단합니다.

자기들 외의 다른 사람들은
모두 무시하는 커플처럼,

탄소와 플루오린은
서로 너무 세게 반응하는 나머지

물질들을 서로 붙어있게 하는
평범한 분자사이의 인력은

허용하지 않습니다.

심지어, 접착력으로 유명한
도마뱀붙이의 발 조차 상대가 안 됩니다.

하지만 잠깐!

만약 PTFE가 아무것에도 붙지 않는다면,

어떻게 프라이팬같은 데에는
그렇게 단단히 붙어있을 수 있는 걸까요?

한가지 방법으로는 프라이팬에
모래를 분사하여 씻거나

화학물질들로 표면에 기스를 내서
거칠게 만드는 것입니다.

그러면, 풀의 역할을 하는
특별한 초벌 페인트칠이 됩니다.

이것의 정확한 구조는
각 제조사간의 기업 비밀입니다.

프라이팬에 액체 PTFE를 스프레이하고

화씨 800도 정도에서 가열합니다.

그러면 스프레이된 PTEE는 부드럽고
매끄러운 코팅으로 굳어집니다.

이 후, PTFE가 코팅된 프라이팬으로
달걀을 요리를 할 때,

단단한 탄소와 플로오린의 특별한 결합이

달걀 속의 물과, 지방과, 단백질 분자를
간단하게 무시할 것입니다.

분자가 상호작용이 없기 때문에

음식은 붙지 않고, 단지 미끄러지죠.

당신은 아마 이 PTFE가 코팅된 프라이팬으로
요리하는 것이 정말 안전할지 궁금할 겁니다.

조심하면,
대답은 "안전하다" 입니다.

PTFE는 달걀이나 생선을 요리할 때와 같은
일반 온도에선 안정적 입니다.

하지만, 화씨 500도를 넘어가면
분해되기 시작하고,

여기서 더 가열하면 매연을 배출해서
여러분을 아프게 할 수 있습니다.

텅 빈 프라이팬의 온도는 최고의 열기에서
500도까지 빠르게 올라갈 수 있지만,

대부분의 주방들은 매연을 내보내기에
충분히 잘 환기되어 있습니다.

사람들은 또한 프라이팬으로부터
떨어져나온 PTFE를 우연히 섭취하는 것이

나쁜 다고 생각하곤 하지만,

최근 대부분이 동의하는 사실은
무해하다는 것입니다.

왜냐하면 PTFE는 다른 화학물질들과
잘 반응하지 않기 때문에,

여러분의 몸을 망치지는
않을 것입니다.

테플론을 제조하는 것이 안전한가에 대한 것은
또 다른 이야기입니다.

뒤퐁과 그의 파생 기업 케무어스는

몇백 달러가 오가는
소송을 겪고 있습니다.

그들은 몇십년 동안
자연을 오염해온 것, 그리고

직원들과 지역 주민들을 PFOA라고 불리는

독성 화학물질과 관련된 건강상의 위험에
노출시킨 혐의로 기소되었습니다.

그 화학물질은 테플론을 제조하는 데에
포함되어 있었습니다.

존 고티에 대해 말하자면,

1992년에 이 마피아 보스는 마침내
유죄 판결을 받았습니다.

다섯 건의 살인과 다른 죄목 들로 말입니다.

다음은 뉴욕 FBI 사무실 책임자가 언급한 내용입니다.

"테플론은 사라졌다.

돈은 벨크로(찍찍이) 둘러 쌓였고,
모든 기소가 붙어있다."