생활속 과학 (2)/ 겨울철 필수품 핫팩과 손난로

핫팩과 손난로

겨울마다 누구나 한 번쯤은 사용했을 핫팩과 손난로는 추운 날 손을 따뜻하게 데워주고 추위를 이기게 해주는 아주 고마운 물건입니다. 눈 내리는 추운 겨울 주머니에 핫팩 하나만 있어도 우리는 얼마든지 추위를 이길 수 있다. 하지만 그 안에서 어떤 일이 일어나고 있는지 원리를 생각하며 사용하는 사람은 많지 않을 것이며 수명을 다한 핫팩이 우리에게 어떠한 피해를 주는지에 대해서는 크게 생각하지 않는 것 같다. 단지 따뜻하게 해주는 부분만 생각하고 사용하는 것이 우리의 현실이다.

가루형 핫팩의 원리

핫팩 충전재는 주성분이 철가루이며 활성탄, 규조토, 소금, 소량의 물등으로 이루어져 있으며 흔들면 핫팩 내부로 공기가 들어가서 철가루가 공기 중의 산소와 결합하는 산화현상에 의해서 열이 발생하는 것이다. 이렇게 반응이 잘 일어나기 위해서는 산소공급이 원활하게 일어날 수 있도록 핫팩을 잘 흔들어주어야 한다. 소금과 활성탄은 철가루가 산화되는 속도를 빠르게 하는 촉매제로 사용이 되며 철이 빠르게 산화하면서 일반적으로 온도가 30~70℃까지 올라가게 된다. 이렇게 산화가 시작되면 철이 모두 산화되는 동안 보통 8~12시간 정도 발열이 지속된다. 장시간 지속되는 가장 큰 장점이 있다. 철이 산화가 된다는 것은 일반적으로 알고 있는 철이 녹스는 현상이다. 일반적으로 산화반응은 발열반응이다. 하지만 자연상태에서는 철이 녹스는 반응이 아주 느리게 천천히 조금씩 일어나기 때문에 열이 발생되는 것을 느끼지 못할 뿐이다.
핫팩은 공기가 쉽게 공급되도록 하기 위해서 부직포를 포장재로 많이 사용하고 있다. 핫팩은 철이 산화되고 나면 재사용할 수 없는 일회용 제품이다. 이로인한 쓰레기가 겨울마다 많이 늘어나고 있는 현실이다.

부직포를 이용하는 핫팩

요즘에는 몸에 붙이는 것도 있고 방석처럼 사용할수도 있는 등 핫팩의 종류가 아주 다양하게 나오고 있다.

다양한 종류의 핫팩

액체형 똑딱이 손난로의 원리

다양한 똑딱이 손난로

똑딱이 손난로는 예전에 많이 사용했지만 요즘에는 보기 힘든 제품이다. 딱딱하게 굳은 손난로는 뜨거운 물에 넣으면 다시 원상태로 돌아오기 때문에 여러번 사용할 수 있는 장점이 있다. 똑딱이 손난로는 아세트산나트륨 과포화용액이 들어있으며 함께 들어있는 금속 똑딱이를 꺾어주면 그 충격으로 딱딱하게 굳으면서 굳으면서 열을 내는 제품이다.
아세트산나트륨 과포화용액은 매우 불안정한 상태이기 때문에 약간의 충격에도 쉽게 과포화상태가 깨지면서 고체로 변하게 된다. 이때 액체에서 고체로 바뀌는 과정에 열을 발생하게 된다. 금속 똑딱이가 꺾이면서 충격을 가하게 되어 그 충격으로 열을 발생하며 고체로 굳는다.

액체형 손난로는 여러번 사용할 수 있는 장점이 있지만 지속시간이 너무 짧아서 액체형 손난로보다는 가루형 핫팩을 더 많이 사용하고 있다. 이 또한 비닐이 찢어지면 사용할 수 없으며 또 하나의 쓰레기가 만들어지는 것이다.

핫팩과 손난로의 최후

우리를 따뜻하게 해주는 손난로와 핫팩은 결국 쓰레기가 된다. 물론 추위에 맞서서 싸워야하는 많은 분들이 불가피하게 사용하기는 하지만 재활용이 되지 않으니 쓰레기가 늘어나고 충전재가 환경오염으로 이어지게 되니 가능하면 일회용 핫팩이나 똑딱이 손난로의 사용을 줄일 수 있으면 좋겠다. 따뜻하기는 하지만 그 후에 버려지는 쓰레기의 문제가 너무 크게 다가오는 게 현실이다. 우리가 살고 있는 자연을 우리가 점점 죽이고 있는 것이다.

친환경 제품을 사용해보자.

쓰레기가 생기지 않는 제품들도 많이 있다. 예를들어 온수를 넣어서 사용하는 온수 핫팩, 전기 충전식 손난로, 전자레인지에 돌려서 사용할 수 있는 제품 등 다양한 보온제품들이 있다.
휴대폰을 충전하듯 충전해서 장시간 높은 온도를 유지하는 전기 충전식 손난로는 발열되는 속도가 매우 빨르다는 장점이 있으며 곡물 핫팩을 만들어 전자레인지에 1~2분 정도 돌려주면 높은 온도는 아니어도 2시간 정도 온도가 지속되며 여러번 사용할 수 있다. 이렇게 곡물 핫팩을 사용하면 전자파도 나오지 않고 여러번 사용할 수 있으며 환경오염도 되지 않으니 일석이조 아니 일석삼조가 되겠다.
약간의 번거로움이 있기는 하지만 내가 살아갈 지구를 생각해서 가능하면 친환경 핫팩을 사용해보자.