KISTI의 과학향기

몸과 옷을 깨끗하게 하는 ‘비누’의 기원을 들여다보면 두 개의 단어가 눈에 띈다. 첫 번째는 ‘오줌’이다. 고대 로마 시대에는 썩은 오줌과 ‘표백토’라는 찰흙을 섞어 비누 대용으로 사용했다고 한다. 또한 우리나라의 고대사에 대해 서술된 ‘삼국지 위지 동이전’에는 ‘집집마다 오줌으로 손을 씻고 세탁을 했다’는 기록이 남아 있다. 두 번째는 구약성서에도 기록될 만큼 오랜 역사를 가진 또 하나의 비누가 있으니 바로 ‘잿물’이다. 잿물이란 나무를 태우고 남은 재에 물을 부어 우려낸 물을 말한다. 전 세계적으로 잿물은 오래 전부터 옷을 세탁할 때 많이 사용되었는데, 우리나라 조상들도 면이나 마로 된 옷을 빨 때 이 잿물을 사용해 세탁을 했다. 깨끗하게 만들려고 사용했던 것들이 왜 이렇게 ‘깨끗함’과는 거리가 먼 재료들로 만들어졌을까? 그 이유는 바로 오줌과 잿물이 가진 ‘알카리 성분’ 때문이다. 잿물은 탄산칼륨(수산화이온)을 다량 함유한 강한 알카리 성분을 지니고 있어 동물성 기름 또는 단백질을 쉽게 분해 할 수 있다. 그래서 잿물에 기름때가 묻은 옷을 담가두면 옷감 속에 붙어있는 단백질을 녹여 깨끗해지는 효과가 나타내게 되는 것이다. 단, 지나치게 강한 성분 때문에 옷감 자체가 상할 우려가 있다. 오줌 역시 마찬가지로 그 속에 들어 있는 암모니아가 세정 작용을 한다. 그렇다면 이렇게 오줌과 잿물에서부터 시작한 현재의 비누는 어떤 원리로 때를 분해하는 것일까? 현재 비누의 기본 원리는 오줌이나 잿물이 가진 때 분해 방법과 크게 다르지 않다. 비누의 성분은 물에 쉽게 분해 되게 만드는 ‘카르복시기(Carboxylate group)’와 기름기를 분해하는 ‘탄화수소 사슬(Hydrocarbon chain)’로 구성되어 있다.



몸이나 옷에 묻은 먼지나 더러운 때 등의 지방 성분은 탄화수소 사슬로 이루어져 있는데 때 속의 탄화수소 사슬은 비누의 탄화수소 사슬과 결합하여 ‘미셀(Micell)’이라는 ‘미소결정 입자’로 변하게 된다. 이때 ‘미셀’ 표면에는 ‘친수성(Hydrophilic)’을 가진 ‘카르복시기’가 생기게 되는데 이로 인해 주위의 물 분자와 상호작용을 통해 몸이나 옷으로부터 떨어져 나가게 된다. 이렇게 떨어져 나온 때 입자들의 겉 표면에는 음(-)의 전하를 띠는 ‘카르복시기’가 작용하고 있어 같은 때끼리 서로 밀어 내는 ‘정전기적 반발력(음 전하끼리 서로 밀어 내려는 힘)’이 작용하여 분산된 형태로 존재하게 된다. 또한 비누가 녹으며 생기는 ‘카르복시기’로 인해 때끼리 뿐만 아니라 몸이나 옷에도 달라 붙지 않게 된다.

그래서 세제를 풀어놓은 물에 옷을 담가두면 때는 옷 표면에서 떨어져 물 속에 흩어져 있게 되는 것이다.



최근 합성세제가 유발하는 환경 문제 등이 제기 되면서 천연 재료를 이용한 비누와 세제 쓰기가 호응을 얻고 있다. 비누의 개발로 인류는 좀 더 깨끗하고 쾌적한 생활이 가능했지만 그와 함께 부작용도 생긴 것이다. 환경 보호를 위해 가정에서 비누나 합성세제대신 폐식용유로 만든 무공해 세제나 비누, 밀가루를 이 기회에 사용해 보는 것은 어떨까? (글 : 과학향기 편집부)