투명한 얼음, 어떻게 만들 수 있을까?

    우리의 상상속에서 익숙한 투명하고 맑은 얼음. 현실에서는 만나보기 쉽지 않습니다. 완벽하게 투명한 얼음은 어떻게 만들 수 있을까요? 이 블로그에서는 가장 투명한 얼음을 얻는 데 관한 최신 연구를 기반으로 했습니다.

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얼음의 구조 이해하기

    얼음은 물이 결정 구조를 이루며 얼었을 때 생성됩니다. 이 구조는 일반적으로 각각의 물 분자가 사방으로 뻗어 나가는 육방체 형태를 띄는데, 이 형태가 바로 얼음의 성질과 그 차가운 투명함을 결정짓는 것입니다. 하지만 얼음을 만드는 과정에서 공기나 불순물이 물 안에 흡수되면 얼음은 흐릿해지게 됩니다.

투명한 얼음 얻기

    가장 중요한 것은 천천히 얼리는 것입니다. 물이 천천히 얼면서 공기와 불순물이 겉으로 배출되고, 이 과정이 더욱 투명한 얼음을 만들어냅니다[2]. 물을 냉동고에 넣어 얼리기 시작할 때, 물은 주변에서부터 중앙으로 얼어가는데, 이때 중앙에 남아있는 물이 공기를 더욱 흡수하여 얼음 속으로 밀어내는 과정을 통해 얼음 속의 공기는 줄어들게 됩니다.
    가정에서는 이러한 방법을 실천하기 쉽지 않기 때문에, 물을 얼리기 전에 미리 불순물을 제거하는 과정을 거치는 것이 좋습니다. 아래와 같은 과정을 거치면, 보다 깨끗하고 투명한 얼음을 얻을 수 있습니다.

• 정수된 물을 사용한다.
• 물을 끓이고 식히는 과정을 한두차례 반복 후 사용한다.
• 물을 얼리기위한 얼음틀을 가능한 냉동고의 가장 높은 위치에 둔다.

초고속에서 얼리는 결정체의 미세 세계

    얼음을 만드는 것은 간단해 보일 수 있지만, 과학적 원리를 이해하면 그것은 흥미로운 작업이 될 수 있습니다. 특히, 완벽하게 투명한 얼음을 만들기 위해서는 조금 더 복잡한 절차가 필요하며, 이는 결정체 공부와 함께 얼음 주사위의 형태를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.    흔히 알려진 것처럼, 물이 얼 때 부피가 약 8% 증가합니다. 이러한 확장 때문에 얼음 주사위 틀에서 물은 주변의 얼음에 의해 틀의 중심으로부터 밀려나고, 때로는 물이 얼음 주사위 틀의 상단에 있는 작은 구멍을 통해 밖으로 나오게 됩니다. 이 과정이 바로 우리가 종종 얼음 주사위 위에서 볼 수 있는 '얼음 스파이크'를 만드는 원리입니다. 이러한 현상을 이용하여 물이 얼음으로 변화하면서 얼음 주사위의 모양을 제어하는 데 사용할 수 있습니다.

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얼음 방지 기술: 알려진 이론에서 현실로의 진화

    세상에는 얼음을 얼리기만 하는 것이 아니라, 얼음이 얼지 않도록 하는 것이 중요한 순간도 있습니다. 얼음 형성을 막는 한 가지 흥미로운 방법은 초미세 구조물을 활용하는 것입니다. 모기가 눈을 해빙시키거나 물거품이 다리를 건조하게 유지할 수 있는 방법을 모방하여 과학자들은 물방울이 표면에 닿는 순간부터 얼음이 형성되는 것을 막는 소재를 개발했습니다. 이러한 물질은 수천 개의 미세한 돌기, 날, 그리고 복잡하게 연결된 패턴으로 구성되어 있어, 물방울이 표면을 만나면 먼저 펴져 나간 후, 반대로 축소되어 표면에서 튕겨 나오게 됩니다.

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마무리

    지금까지 투명한 얼음을 얼리는 기초적인 방법부터, 과학을 접목한 방법과, 얼음을 방지하는 기술에 대해서 알아봤습니다. 신비한 물과 얼음의 세계를 이해하고 나니 얼음을 얼리는 과정이 더욱 즐겁게 느껴지지 않으시나요? 내일부터는 투명한 얼음으로 아이스 아메리카노를 마실 수 있기를 고대해봅니다.