일반 빗물이 첨단 코팅을 뚫는다? 산성비 아닌 빗방울이 금속을 부식시키는 충격적인 이유와 슬라이드 대전 메커니즘
일반 빗물이 첨단 코팅을 뚫는다? 산성비 아닌 빗방울이 금속을 부식시키는 충격적인 이유와 슬라이드 대전 메커니즘 하늘에서 내리는 일반 빗물이 산성 성분을 띠지 않아도 금속을 부식시키고 강철 구조물을 손상시킬 수 있다는 사실을 알고 계셨습니까? 그동안 산업 현장과 학계에서는 실외 시설물의 부식 원인을 주로 '산성비(Acid Rain)'나 빗방울이 표면에 부딪히는 '물리적 충돌 에너지'에서 찾아왔습니다. 그러나 최근 세계 최고 권위의 과학 학술지 Nature 에 발표된 국제 공동 연구진의 논문에 따르면, 빗방울이 지표면에 도달하는 과정에서 발생하는 '전기적 현상'만으로도 강력한 보호 코팅이 파괴되고 내부 금속이 부식될 수 있음이 밝혀졌습니다. 독일 막스플랑크 고분자연구소 한스위르겐 부트 소장이 이끄는 국제 연구팀은 산성도가 없는 순수한 물방울이라도 대기나 물체의 표면을 미끄러져 내릴 때 양전하를 얻는 '슬라이드 대전(Slide electrification)' 현상이 일어난다는 점에 주목했습니다. 이 현상은 수증기가 구름에서 물방울로 응결된 뒤 지상으로 낙하하는 순간부터 시작됩니다. 물방울이 대기 중의 미세 입자와 마찰하거나, 나뭇잎, 유리, 플라스틱 등 전기가 통하지 않는 절연체 표면을 타고 흘러내릴 때 전자를 잃고 양전하(+)를 띠게 됩니다. 연구진이 진행한 실증 실험 결과는 매우 놀랍습니다. 식물 잎을 타고 내린 물방울은 0.2nC(나노쿨롱), PVC 폼보드는 0.3nC, 폴리스티렌은 0.7nC의 전하를 기록했으며, 특히 강력한 발수 코팅제로 널리 쓰이는 PFOTS 코팅 석영을 미끄러져 내린 물방울은 무려 2.0nC에 달하는 높은 전하를 띠었습니다. 문제는 이렇게 높은 전하를 띤 빗방울이 건물, 자동차, 선박 등에 칠해진 테플론 등 절연체 보호 코팅 표면에 지속적으로 떨어질 때 발생합니다. 절연체에 허용 한도를 넘어서는 강력한 전압이 반복적으로 가해지면 순간적으로 전기가 통하는 '유전체 파괴...