평범한 베이킹 밀가루가 전기를 가장 잘 띠는 물질이 아니지만, 밀가루 박스를 엎지르면 급격한 전압이 발생된다. 이러한 특성이 지진이나 산업재해와 같은 재난을 감지하는데 이용될 수 있다는 가능성에 과학자들이 흥분했다.

암석이나 결정체 그리고 평범한 사무용 테이프와 같은 접착제를 포함해서 여러 물질들이 부하를 받아 부서지거나 쪼개질 때 전기 신호를 발생할 수 있다는 것을 과학자들은 수년 동안 알고 있었다. 또한 알갱이로 이루어진 입상 물질이 흐를 수 있으려면, 그 전에 그 물질이 점유하는 공간이 커져야 한다는 것도 알려져 있다. 이것은 또 다른 차선이 개방되어야만 차들이 다시 움직이기 시작하는 교통 혼잡을 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 밀가루에서 측정된 전압은 흐름이 막 일어나려고 한다는 것을 가리키는 이러한 ‘팽창(dilation)’의 신호일지도 모른다. “우리는 팽창에 관해서 알고 있으며 뭔가가 부서질 때 전기신호가 있다는 것도 알고 있지만, 이전에는 이 두 가지를 종합해서 생각해 본 사람이 아무도 없었다. 이것은 정말로 흥미로운 관찰이다.”라고 피츠버그대(University of Pittsburgh)의 화학공학자인 조셉 맥카시(Joseph McCarthy)는 말했다. 그는 이번 연구에는 참여하지 않았다.

럿거스대(Rutgers University) 연구진은 밀가루를 완전히 섞는데 사용되는 종류의 원통형 컵에 가루로 만든 아세트아미노펜(acetaminophen)과 셀룰로오스로 이루어진 혼합물을 먼저 채운 뒤, 표백하지 않은 흰색 밀가루를 넣었다. 임의의 정전기를 제거하기 위해서 전체 실험 장치에 대해 정전제거기를 가동시킨 뒤, 연구진은 컵의 여러 위치에 전압탐침을 설치하고 천천히 회전시켰다. 몇 초가 지난 뒤 분말은 컵의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 떨어졌고, 연구진은 이러한 사태가 일어나기 바로 직전에 갑작스런 전기를 검출했다. 그들은 이번 발견을 ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ 6월 11일 호에 온라인으로 발표했다.

“우리는 아무 것도 보지 못할 것이라고 예상했지만, 이제 막 뒤집어지는 밀가루로부터 수백 볼트의 전압을 검출했다. 그것은 밀가루에 어떤 문제가 있는 것처럼 매우 이상해 보였다.”라고 럿거스대의 입상재료 전문가인 트로이 신브롯(Troy Shinbrot)은 말했다. 혼란스러웠던 그는 더 간단한 실험 장치를 구성했다. 연구팀은 아크릴 상자를 제작하고, 거기에 밀가루를 채운 뒤 천천히 기울였다. 다시금 그들은 18번의 시도 중 15번의 전압 스파이크를 검출할 수 있었다. 이 스파이크는 밀가루에 층 어긋남이 일어나기 전 1초 미만에 발생했다고 연구팀은 보고했다.

비록 전압 스파이크는 종종 알갱이들이 쏟아지기 시작할 때와 거의 비슷한 시간에 일어났지만, 연구팀은 이 전압이 이러한 사건에 선행하는 균열로부터 방출된다고 생각한다. 그와 같은 신호는 거대한 산업용 용기, 사일로, 혹은 심지어는 지진이 일어날 때 입상재료의 붕괴가 임박했음을 예측하는데 이용될지도 모른다고 맥카시는 말했다.

* 그림 : 분말 막대에 균열이 생길 때, 균열지점과 1센티미터 떨어진 지점 사이의 전압이 갑자기 떨어진다는 것을 과학자들이 발견했다.