슬링키 분자들
손가락 사이로 고무줄을 잡아당기면 쭈욱, 쭈욱, 쭈욱 늘어났다가, 아무 일도 없었다는 듯 원래 크기로 탁 돌아와요. 고무는 어떻게 그럴 수 있을까요? 비밀은 안쪽의 뒤엉킨 덩어리 속에 숨어 있어요.
고무는 폴리머라고 불리는 길고 구불구불한 분자 수백만 개로 이루어져 있어요. 익힌 스파게티 면들이 모두 서로 꼬이고 둥글게 말려 지저분한 더미를 이룬 모습이라고 상상해 보세요.
고무가 그냥 가만히 있을 때, 그 폴리머 가닥들은 아직 잡아당기지 않은 슬링키처럼 둥글게 말린 채 편안히 쉬고 있어요. 돌돌 감기고 꺾여 있어서 아주 작은 공간만 차지하지요.
이제 잡아당겨 봐요. 폴리머 가닥들이 곧게 펴져요. 코일은 풀리고, 꺾인 부분은 늘어나고, 고리들은 길어지지요. 스파게티 면들이 곧은 선처럼 당겨지고 있는 거예요.
하지만 비결은 바로 이것이에요. 가닥들은 몇몇 중요한 지점에서 서로 이어져 있어요. 마치 면과 면 사이에 놓인 다리처럼요. 이 가교들이 뒤엉킨 전체를 붙잡아 주기 때문에, 가닥들이 서로 미끄러져 지나가 흩어져 버릴 수 없어요.
손을 놓으면, 곧게 펴졌던 폴리머들은 가장 좋아하는 돌돌 말린 편안한 모양으로 튀어 돌아가고 싶어 해요. 꼭 슬링키가 다시 오므라들고 싶어 하는 것처럼요. 가교들이 모든 것을 처음 있던 자리로 다시 끌어당겨요.
그래서 고무는 언제나 원래 크기로 돌아오는 거예요. 폴리머들은 자신들의 뒤엉킨 모양을 기억하고, 가교들은 그들이 집으로 돌아가는 길을 찾게 해 주지요.
그러니 풍선을 늘이거나, 공을 튀기거나, 고무줄을 탁 놓을 때마다, 여러분은 아주 작은 분자 슬링키 수백만 개를 풀어 늘이고 있는 거예요. 그리고 그것들이 곧바로 다시 튀어 돌아오는 모습을 보는 거지요.
