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육각형의 신비
 Science Column
신나는 과학 칼럼
작성자 류성철
작성일 2007/01/17 (수)
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 6865      
육각형의 신비
전 화 영

벌집? 왜 육각형일까? 부지런한 곤충인 벌은 뛰어난 건축설계사이기도 하다. 벌집을 자세히 보면 육각형으로 된 방들이 다닥다닥 붙어 있다. 각각의 방은 꿀저장 창고로 쓰이기도 하고 아기 벌을 키우는 육아실로 쓰이기도 한다. 삼각형이나 사각형이 아니고 또 원형도 아닌 꼭 육각형으로 집을 짓는 이유는 무엇일까? 먼저 벌의 몸을 살펴보자. 알이나 애벌레 번데기 시절을 보면 벌의 몸은 거의 원통형에 가깝다. 그렇게 원형에 가깝다면 왜 원형의 집을 짓지 않는 것일까? 그 이유는 원모양으로 집을 그려보면 금방 알 수 있다. 원을 모형으로 볼 때에는 가장 완벽한 형태이지만 원으로 집을 지을 경우 공간의 낭비가 생기게 된다. 원과 이웃하는 원들 사이에 틈이 생기는 것이다. 따라서 원의 형태에 가장 가까우면서도 공간의 낭비가 없는 육각형의 형태로 집을 짓는 것이다.
이런 원리는 벌집에만 해당되는 것이 아니다. 자연에 존재하는 것들 중에는 육각형의 구조를 갖는 것들이 많이 있다. 그 중의 하나가 바로 눈송이이다. 눈이 오는 날 검은 천과 돋보기를 준비하여 그 모양을 관찰해보면 눈송이의 결정 모양이 대부분 육각형이라는 것을 쉽게 알 수 있다. 왜 눈의 결정은 육각형이 많는 것일까? 눈의 성분은 물이다. 눈 결정은 물분자들이 안정한 배열을 하여 얼어 붙은 것이다. 결국 육각형 눈결정은 물분자들이 육각형으로 배열될 때 가장 안정하다는 것을 보여준다. 왜 육각형으로 배열될 때 안정한 것일까? 물분자이 수소결합을 하고 있기 때문이다. 이로 인하여 물분자들은 육각고리형으로 배열되고 그렇게 배열된 물은 이른바 육각수라는 이름으로 불리운다. 한 때 이것이 우리 몸에 좋다고해서 한동안 유행처럼 번지기도 하였다. 하지만 물 분자들이 육각고리형으로 존재하는 수명은 기껏해야 10-12초의 찰나에 지나지 않는다는 것을 명심해야 한다.
이외에도 육각형과 관계있는 것이 또 있다. 유기화학의 총아 벤젠은 육각고리형 분자 구조을 갖고 있다. 우리가 잘아는 아스피린이라는 약도 벤젠고리를 포함하고 있는 화합물이다. 이렇게 우리 주변에는 육각형의 형태를 갖고 있는 물질들은 억지로 만들지 않아도 가장 안정한 형태를 찾아가는 자연의 섭리를 보여준다. 벌집과 눈송이 그리고 벤젠은 그 섭리를 증명하는사촌들이다.

한겨레신문/신나는 과학 43
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2011-01-28 04:26
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