■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	썬크림 만들기			실험 원리	자외선차단제와 흡수제를 이용한 썬크림만들기
실험 시간	40분~50분	실험 분야	화학	실험 방법	4인1조실험, 개별결과물
세트구성물	호호바오일, 플렉스오일, 자외선흡수제, 실리콘오일, 올리브유화왁스, 세토스, 그린검, 자외선차단제, 에센셜오일, 나무스틱, 용기, 짤주머니, 원형 라벨
교사준비물	비커2개(100~300ml), 온도계2개, 가열장치2세트, 정제수			학생준비물	가위
실험 결과	완성된 썬크림 1개를 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 이 실험은 유화제를 사용하여 유층과 수층을 혼합한 후 썬크림을 만들어봅니다. TIP 2. 가열하는 과정에서 화상을 입지 않도록 주의지도바랍니다. TIP 3. 보통 화장품만드는 과정 중 유화시킬 때엔 핸드블랜더를 사용한다고 합니다. 학생들이 손으로 저어주는 과정을 성실히 수행하도록 지도시켜주세요. TIP 4. 짤주머니를 이용하여 용기에 넣을 때엔 짤주머니 끝을 용기 입구보다 조금 작게 잘라주세요. 중간중간 용기를 바닥에 톡톡 쳐 주어서 크림을 바닥쪽으로 몰아야 잘 넣을 수 있습니다. TIP 5. 화학 보존제를 사용하지 않은 제품이므로 만든 후에는 빠른 시일(1~2주)이내에 사용할 수 있도록 지도하여 주세요. TIP 6.원형 라벨에 만든 날짜와 제품명을 반드시 적어 상하기 전에 사용할 수 있도록 또한 내용물을 실수로 먹는 일이 일어나지 않도록 예방합니다. TIP 7. 정제수는 약국에서 구입할 수 있습니다. (1L : 1000원~1500원) 정제수 구입이 어려운 경우에는 정수기 물을 끓였다가 식혀서 사용합니다. (멸균과정이 필요합니다)

[자외선]

태양광의 스펙트럼을 사진으로 찍었을 때, 가시광선보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않는 빛이다.

1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 자외선이 가지는 사진작용[感光作用]에서 처음 발견하였다. 자외선은 파장이 약 397∼10nm인 전자기파의 총칭으로서, 극단적으로 파장이 짧은 자외선은 x선과 거의 구별되지 않는다. 적외선을 열선이라고 하는데 대응하여 자외선은 화학작용이 강하므로 화학선이라 하기도 한다. 또 파장의 길이에 따라 근자외선(파장 290nm 이상), 수정범위(水晶範圍)의 자외선(수정을 투과하는 290∼190nm), 슈만선(190∼120nm), 라이만선(120∼60nm), 밀리컨선(60nm 이하) 등으로 세분하거나, 190nm 이하의 파장을 가지는 자외선을 원자외선(遠紫外線)이라고도 한다.

자외선 복사의 종류

태양은 광범위한 파장을 가진 빛 에너지를 방출한다. 가시광선의 파란색이나 보라색 광선보다 더 짧은 파장을 가진 자외선 복사는 살갗을 태우고 건강에 해로운 영향을 준다. 성층권에 존재하는 오존층은 대부분의 해로운 자외선이 지구상의 생명체에 도달하는 것을 막아준다. 그러나 성층권의 오존층이 얇아지면 지표에 도달하는 자외선 복사량이 증가한다.

과학자들은 UV-C, UV-B, UV-A 세 가지 종류로 UV 복사를 분류했다. 성층권 오존층은 이러한 종류의 UV를 모두 흡수하는 것이 아니라 일부분을 흡수한다.

1) UV-A (320~400nm) : 오존층에 흡수되지 않는다. 파장영역이 0.32~0.40㎛에 해당하는 자외선 UV-A 는 UV-B에 비하여 에너지량이 적지만 피부를 그을릴 수 있다. 피부를 태우는 주역은 UV-B이지만 UV-A는 피부 면역 체계에 작용하여 피부 노화에 따른 장기적 피부 손상을 일으킬 수 있다. 최근에는 UV-A 노출 시간이 피부를 그을릴 정도로 길어지면 피부암 발생의 위험이 UV-B의 경우와 같아진다는 연구 결과가 보고되기도 하였다. 자외선이 인체에 도달하면 표피층 아래로 흡수되는데, 이 해로운 광선에서 피부를 보호하기 위하여 인체 면역 작용이 발동한다. 그 예로 일부 세포는 자외선에 노출될 때 멜라닌이란 검은 색소를 생성하는데 그것이 자외선의 일부를 흡수한다. 따라서, 백인종과 같이 멜라닌을 적게 생성하는 사람은 UV-B에 대한 자연적 보호막도 적은 셈이다.

2) UV-B (280~320nm) : 대부분은 오존층에 흡수되지만, 일부는 지표면에 도달한다. 지구에 극소량이 도달하는 UV-B는 파장영역이 0.28~0.32㎛에 해당하는 자외선이다. UV-B는 동물체의 피부를 태우고 피부 조직을 뚫고 들어가며 때로는 피부암을 일으키는데, 피부암 발생의 원인은 대부분 태양 광선의 노출 및 UV-B와 관련이 있다. 또, UV-B는 피부에서 프로비타민 D를 활성화시켜 인체에 필수적인 비타민 D로 전환시킨다.

3) UV-C (100~280nm) : 오존층에 완전히 흡수된다. 파장영역이 0.20~0.29㎛인 자외선 중 UV-C는 염색체 변이를 일으키가 단세포 유기물을 죽이며, 눈의 각막을 해치는 등 생명체에 해로운 영향을 미친다. 다행히 UV-C로 알려진 이 범위의 자외선은 성층권의 오존에 의해 거의 모두 흡수된다.

자외선 복사 강도는 많은 요인들에 의해 좌우된다.

자외선에 대한 오존층의 역할

지상으로부터 약 13∼50km 사이의 성층권에 있는 오존층은 태양광선 중 자외선을 차단함으로써 사람을 비롯한 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 하고 있다. 오존층이 파괴되어 자외선을 차단하는 능력이 떨어지게 되면 지표면에 도달하는 자외선의 양은 증가한다. 따라서 대기오염이 심해지면서 오존층을 파괴하여 오존의 양이 감소하면 지표면에 도달하는 자외선의 양이 증가하여 사람에 좋지 않은 영향을 주게 된다.

[자외선차단지수 sun protection factor]

자외선 B를 차단하는 제품의 차단효과를 나타내는 지수(指數).

자외선은 파장이 100~280nm인 자외선 C(UVC), 280~315nm인 자외선 B(UVB), 315~400nm인 자외선 A(UVA)로 나눌 수 있다. 자외선차단지수(SPF)는 UVB를 차단하는 제품의 차단효과를 나타내는 지수이다.

자외선차단지수 측정방법은 10명 이상의 피험자를 선정하여, 깨끗하고 마른 상태의 피부를 조사부위로 정한다. 자외선차단제품을 바르지 않고 측정할 부위를 UVB에 노출시킨 다음 16~24시간 사이에 피부의 홍반을 판정한다. 홍반이 나타난 부위에 노출된 UVB 광량(光量) 중 최소량을 최소 홍반량으로 한다. 그리고 자외선차단제품을 바른 후, 같은 과정을 거쳐 다시 최소 홍반량을 측정한다.

그 다음 자외선차단제품을 바르지 않은 상태의 최소 홍반량으로 자외선차단제품을 사용하여 얻은 최소 홍반량을 나눈다. 그 결과로 나타난 수의 소수점 이하는 버리고, 정수(定數)로 'SPF 00'와 같은 형태로 표시한다. 평상시에는 SPF 15 정도면 적당하지만, 여름철 야외에 나가거나 겨울철 스키장에 갈 때엔 SPF 30 이상 되는 제품을 바른 후 수시로 덧발라주는 것이 좋다.