콜라+멘토스=폭발, 왜 그런 걸까? [주방 속 과학]

폭발하는 콜라./사진=위키피디아 커먼스, 마이클 머피

콜라와 멘토스 조합은 짜릿하다. 거품이 말 그대로 폭발적으로 생성되기 때문이다. 이런 반응은 왜 생기는 걸까?

◇멘토스, 표면 거칠어 거품 생성 잘 돼
콜라 등 탄산음료에는 이산화탄소가 탄산 형태로 녹아있다. 억지로 온도를 낮추고, 압력을 높여 압축해 녹인 것이라 매우 불안정한 상태다. 여기에 아주 작은 자극이라도 가해지면 바로 그 자극이 중심이 돼 녹아있던 이산화탄소가 공기 중으로 빠져나가며 거품을 만든다. 단국대 과학교육과 이봉우 교수는 "음료수 속에서 자극체가 들어가 거품이 만들어지는 걸 핵생성이라고 한다"며 "멘토스 표면을 확대해 보면 아주 거칠고 구멍이 매우 많은데, 작은 구멍 하나하나가 핵생성 중심이 돼 매우 빠르게 녹아있던 이산화탄소를 기체화하며 폭발하는 것"이라고 말했다. 미국 스프링아버대 토머스 컨츨먼 박사 연구에 따르면 탄산음료 발포에 최적인 핵생성 중심 크기는 2~7㎛로, 현미경으로 확인되는 멘토스 표면의 작은 구멍 크기와 비슷한 것으로 확인됐다.

멘토스에는 한 가지 더 비밀이 숨어있다. 서울대 미래혁신연구원 손미현 책임연구사는 "액체와 기체 사이 표면에 존재하는 장력인 표면 장력이 약해야 탄산음료 속 기포가 더 공기 중으로 잘 나가면서 거품이 많아질 수 있다"며 "멘토스 겉면에는 물 분자 사이 표면 장력을 끊어낼 수 있는 계면활성제 성분이 있어 표면 장력을 이겨내기 쉬워 많은 기포가 한꺼번에 만들어지는 것"이라고 했다.

◇시중 얼음 넣으면 거품 줄어
같은 원리를 이용하면 더 거품이 풍성한 음료를 즐길 수 있다. 멘토스만큼은 아니더라도 표면이 거친 얼음을 탄산음료에 넣으면 거품을 더 많이 생성할 수 있다. 얼음의 틈들이 핵생성 중심이 된다. 또 기포가 얼음 표면 틈에 붙어 물의 표면 장력 영향을 덜 받게 된다. 집 냉동실에서 꽝꽝 얼린 얼음은 보통 표면이 거칠다. 냉동실 문을 여닫으면서 온도가 일정하게 유지되지 않기 때문이다. 반대로 김이 빠진 탄산음료가 싫어 거품을 줄이고 싶다면, 시중에 파는 얼음을 이용하면 된다. 보통 제빙기로 얼리기 때문에 표면이 매끈하다.