실리카겔이란 무엇이며 구매하는 모든 제품에 실리카겔 패킷이 포함되어 있는 이유는 무엇입니까?

신발 상자, 육포 봉지, TV 버블랩 안에는 매우 명확한 "먹지 마세요" 경고가 찍힌 작은 흰색 패킷이 들어 있습니다. 이것은 제품을 완벽한 습도 수준으로 유지하려는 모든 사람들을 위한 솔루션인 실리카겔 패킷입니다.

내부에 있는 이산화규소 분자의 화학적 구조 덕분에 패킷은 무게의 최대 40%에 달하는 수분을 보유합니다. 그리고 패킷이 우리가 실리카겔과 가장 많이 상호 작용하는 방식일 수도 있지만, 이 물질은 문앞에 배달되는 것은 물론이고 결코 볼 수 없는 다양한 제품에 몰래 들어갑니다.

기술적으로 실리카겔 패킷은 건조제, 즉 수분을 흡수하는 더 넓은 범주의 물질입니다. 화산재에서 나오는 벤토나이트 점토와 염화칼슘과 같은 기타 화학 공식도 동일한 목적으로 실리카겔 패킷과 유사한 위치에 보관됩니다. 즉, 실제로 젖어서는 안 되는 제품에 물이 닿지 않도록 하는 것입니다.

전자 제품은 잘 보호되어 있는 것처럼 보이지만 방습 기능이 없습니다. 공기 중의 물은 케이스의 이음새 사이로 스며들어 플라스틱을 통해 직접 흡수될 수 있습니다. 습기는 식품 포장에도 스며들어 간식의 바삭함이나 쫄깃함을 망치고 곰팡이 번식을 촉진합니다.

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실리카겔 패킷은 수분이 너무 많을 때 수분을 흡수하고 공기가 너무 건조해지면 이미 흡수한 수분의 일부를 방출하는 방식으로 작동합니다. 젤 자체는 기본적으로 모래의 주성분인 실리카와 물의 혼합물입니다. 이 성분들은 함께 자세히 조사하면 분자 그물로 만들어지고 거의 스펀지와 같은 구조를 갖는 펠렛을 생성합니다. 이 분자들 사이의 모든 작은 틈으로 인해 젤이 물에 잘 붙을 수 있습니다.

습한 공기의 물이 실리카겔의 고체 부분에 응축됩니다. 작은 물방울은 근처의 젤 분자에 쌓이는 수분 침전물과 접촉할 만큼 축적되고 천천히 쌓입니다. 결국 둘은 합쳐진다. 비엔나 천연자원 및 생명과학 대학의 엔지니어인 Sabine Leroch와 Martin Wendland는 2013년 논문에서 이 과정을 설명합니다. "액체 물은 입자를 분리하는 구멍에 다리를 형성합니다." 물 분자는 서로와 실리카겔을 단단히 붙잡고 패킷에 있는 각 펠릿의 내부 구조를 채우므로 상대적으로 포화된 경우에도 각 파우치가 건조한 느낌을 줍니다.

실리카겔은 화학 구조에 응축된 물을 붙잡고 있기 때문에 과정을 역전시키는 것이 가능합니다. 열은 실리카겔과 물 사이의 상대적으로 약한 결합을 깨뜨릴 만큼 강하고, 수분을 증발시킵니다. 이것이 바로 덴마크 기술 대학의 엔지니어 팀이 전자 제품이 플라스틱 케이스 내부의 건조제를 건조시키기에 충분한 열을 제공할 수 있는지 여부를 조사한 이유입니다.

이러한 습기 흡인 첨가제가 장치가 꺼져 있는 동안 제 역할을 한다면 전원이 켜져 있는 동안 기술이 생성하는 열이 건조제가 흡수한 습기를 제거하여 더 오랫동안 작동할 수 있을 것이라고 팀은 추론했습니다. 실리카겔은 전자 장치의 열에 가장 잘 반응하지 않을 수 있지만 다른 건조제는 이러한 효과를 발휘할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

연구자들은 물질이 무엇을 할 수 있는지 알아보기 위해 실리카겔 패킷과 기타 건조제를 사용하여 지속적으로 실험하고 있습니다. 예를 들어, 한 미생물학자 팀은 폐렴연쇄상구균 박테리아 샘플을 개별 패킷에 넣어 두었고, 실리카겔이 실험실 간 이동 중에 잠재적인 병원균을 살아있게 유지하는 데 탁월한 역할을 한다는 사실을 발견했습니다.

연구자들은 실리카 형식을 재작업하는 것도 기쁘게 생각합니다. 제조업체가 더 얇거나 더 분산된 수분 제거 기술이 필요한 시나리오를 위해 엔지니어는 얇은 시트와 분말 버전의 실리카겔을 개발했습니다. 에어로겔(일종의 고체 폼인 실리카 변형)은 부츠와 화성 탐사선의 단열 성능이 뛰어납니다.

실리카겔의 다용도성에도 불구하고 이 물질을 사용하지 않는 한 가지 방법은 간식으로 사용하는 것입니다. 사실 실리카겔은 독성이 없습니다. 누군가가 패킷을 삼켰더라도 그 안에 들어 있는 내용물이 질병을 일으키지는 않을 것입니다. 일리노이 독극물 센터에 따르면 가장 큰 문제는 패킷 자체가 질식하는 것입니다. 아이들은 이러한 봉지가 음식의 일부라고 생각할 가능성이 가장 높지만, 치매 환자는 때때로 무엇을 먹어야 할지 말아야 할지 분별하는 데 어려움을 겪습니다.