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아꼽다 못해 요망진 아해를 위한 [빛튐아트20]은 손전화 화면 위에서 천천히 돌릴 때마다 변화하는 아름다운 무늬를 볼 수 있고, 오색찬란한 회절무늬까지 품은 ‘트럼프 카드 책갈피’를 만드는 것이다.

[빛튐아트20]은 그림 그린 트럼프 카드에 낸 구멍을, 자유롭게 자른 편광필름을 뒤죽박죽 포개고, 그 구멍의 앞과 뒤를 OPP 테이프로 닫은 광탄성 예술작품 책갈피로 귀퉁이의 회절격자까지 앙증맞다.

2017년부터 꾸준히 변형과 개선 발전을 거듭해 온 [빛튐아트20]은 2020년에 일반화를 완성했지만, 지금도 ‘구멍을 뚫고, 편광필름과 OPP를 잘라 겹쳐 빛튐을 관찰’이라는 기본 틀은 유지한 채 다양한 변신으로 계속 업그레이드되고 있다는 ‘이야기’가 아주 특별하다.

2017년 9월 부천시 소명여고 ‘귀엽고 똘망한 아이들’ 중 1학년 박수빈은 과학동아리 <창작실험연구개발단>에서“The tiny stained glass”라는 ‘색깔 마분지를 활용한 스테인드글라스’를 제안하였다.

‘색깔 마분지를 활용한 스테인드글라스’는 편광필름에 OPP 테이프를 붙이는 기존의 방법을 바꿔 ‘모양 펀치로 색깔 마분지에 뚫은 구멍을 OPP 테이프로 뒤죽박죽 겹쳐 메운’ 것이 달랐다.

네임펜 등으로 그린 색깔 마분지의 바탕 그림과, 뚫은 구멍을 뒤죽박죽 겹친 OPP 테이프로 만든 예술작품 스테인드글라스가 서로 잘 어울리는 점이 “The tiny stained glass”의 큰 장점이었다.

그렇지만 비싼 편광필름 2장을 앞과 뒤에 두어야만 볼 수 있고, 완성된 작품을 두 장의 편광필름과 따로 챙겨야 하는 점은 더 개선 발전해야 할 단점이었다.

물론, 네임펜 등으로 그린 색깔 마분지의 바탕 그림과, 뚫은 구멍을 뒤죽박죽 겹친 OPP 테이프로 만든 예술작품 스테인드글라스를, 두 장의 편광필름 사이에 넣고 아일릿으로 고정한 책갈피는 훌륭하였다.

2018년 이후 ‘뚫은 구멍을 OPP 테이프와 편광필름으로 겹쳐 메운’ [빛튐아트20]은 색깔 마분지에서 트럼프 카드로 재질을 업그레이드하였다. 구하기 쉽고 가공한 후 훨씬 깔끔했기 때문이다.

구멍 메우기는 OPP 테이프에서 편광필름으로 변화시켜 비싼 편광필름 2장 대신 편광필름 조각 한 장으로도 가능했고, 완성작으로 다른 준비 없이 ‘빛튐 아트(광탄성 예술) 체험’이 무난하였다.

그리고 구멍은 모양 펀치가 아닌 일반 가위로도 자유롭게 어떤 부분이든 자를 수 있도록 변화하였다. 오로지 자유로운 예술혼만으로 처음부터 끝까지 창의적인 예술 감각을 살리게 하였다.

2021년 안양고 학생들과 체험과학 실험창작 일반화 활동을 할 때는 회절격자까지 추가하여 빛의 편광, 간섭, 회절을 하나의 실험으로 관찰할 수 있는 세트를 만들었고, 2022년 과학 싹 큰잔치에서도 일반화했다.

빛의 본성을 파동으로 보던 때가 있었다. 소리는 종파이나 빛은 횡파이다. 빛이 횡파라는 사실은 편광 실험으로 쉽게 증명된다. 편광은 한쪽으로만 진동하는 빛으로 편광필름을 통과한 빛은 모두 편광이다.

편광필름을 크게 확대하면 그물처럼 생겼는데, 가로세로 양방향이 아니라 가로 든 세로 든 한 방향으로만 되어 있다. 빛이 이 그물(편광필름)을 통과하면 한쪽으로만 진동하는 빛(편광)이 된다.

그러므로 두 편광필름 중 한 장의 방향을 90도 회전시켰을 때 편광은 다른 편광필름을 통과한 편광과 빛의 진동하는 방향이 서로 수직이 되므로 어둡게 되는 것이다.

편광필름은 여러 방향으로 진동하는 자연광을 한쪽으로만 진동하는 편광으로 바꿔주는 역할을 한다. 이를 통해 디스플레이 화면에 나타나는 영상이 더욱 선명하고 깨끗하게 보이게 된다.

OPP는 PP를 한 방향 또는 양방향으로 잡아당겨 만든 것으로, 열에 강하고 무취 무독성이라는 특징이 있으므로 빵, 과자 등의 식용제품 봉지, 포장용 테이프 등 다양한 분야에서 사용된다.

OPP는 방해석이나 일부 보석류처럼 복굴절을 한다. 복굴절은 편광이 물질을 통과할 때, 입사한 빛의 파장이 같더라도 편광 방향에 대한 굴절률이 다른 경우 빛이 갈라지는 현상이다.

빛 튐(광탄성)은 물체 내부의 분자 배열 변형으로 인해 빛의 간섭과 회절이 일어나는 물리적인 특성이다. 이에 따라 오색무늬가 나타나며, 자연과학적인 아름다움과 이해 그리고 예술의 경지까지 다다를 수 있다.

유리·셀룰로이드·합성 수지 같은 투명 탄성체에 힘을 가하고 편광(偏光)을 통과시키면 편광판(偏光板)에 아름다운 줄무늬가 나타나는 현상, 광탄성을 우리말로는 ‘빛 튐’이라고 한다.

회절격자는 빛을 파장에 따라 다르게 여러 방향으로 분산(무지개, 프리즘)시킨다. 간단한 회절격자는 일정한 간격으로 배열된 많은 수의 슬릿(작은 틈)으로 구성된다.

[빛튐아트20]은 바탕 그림을 그린 트럼프 카드에 낸 구멍으로, 자유롭게 자른 편광필름을 뒤죽박죽 포개고, 그 구멍의 앞과 뒤를 OPP 테이프로 닫은, ‘광탄성 예술작품 책갈피’이다.

다음의 시(詩)는 체험과학 창작실험 [빛튐아트20]을 8자 9행 72자로 요약한 것으로, 트럼프 카드, 가위, 편광필름 조각, OPP 테이프, 회절격자로 ‘책갈피’를 만들 수 있음을 정리하였다.

훌라하던 카드한장

밑그림을 잘그려서

마음먹고 뚫은구멍

자유롭게 자른필름

뒤죽박죽 포갠다음

오피피로 앞뒤메워

빛튐아트 은은하고

회절무늬 오색찬란

참특별한 그책갈피

[빛튐아트20]의 재료(트럼프 카드, 편광필름 조각, OPP 테이프, 회절격자 조각, 작은 도넛형 테이프)와 도구(모양 펀치, 가위, 네임펜)는 인터넷 쇼핑몰(다이소, 쿠팡 등)에서 한 끼 식사비쯤으로 구할 수 있다.

만약 재료와 도구를 하나하나 구하기가 귀찮다면, 인터넷 쇼핑몰(바로몰, 참사이언스 등)에서 살짝 다듬어 둔 [빛튐아트20] 재료 꾸러미를 구매할 수도 있는데 5인용으로 되어 있는 것으로 안다.

빛은 헤아릴 수도, 가두어 둘 수도 ‘있는’ 입자일까? 아니면 헤아릴 수도, 가두어 둘 수도 ‘없는’ 파동일까? 현재까지 알려진바, 빛은 입자성과 파동성을 모두 가지고 있는 ‘이중성’을 띤다고 한다.

[빛튐아트20]은 과학적 원리를 기반으로 한 예술작품이다. 이 작품을 만들면서 빛의 특성과 편광필름의 성질을 이해하고, 이를 바탕으로 새로운 통찰력과 창의성을 키울 수 있다.

과학실험은 논리적이고 체계적인 사고를 바탕으로 하며, 예술은 직관적이고 감성적인 사고를 바탕으로 하지만, 과학실험과 예술은 모두 창의적인 사고와 상상력이 필요하므로 새로운 지식과 경험을 창출한다.

간단한 재료로 만들 수 있으며, 누구나 쉽게 도전할 수 있다. 휴대전화기로 뻔하게 놀면서 시간만 보내는 것보다, 간단한 재료로 살짝 도전해 보는 것은 어떨까?

[빛튐아트20]은 ‘이야기’를 간직한 체험과학 창작실험이다. 이 작품을 만들면서 자신만의 ‘이야기’를 만들어내고, 이를 통해 창의성을 키울 수 있다. 흥미진진한 ‘체험과학 창작실험’은 계속된다.

글쓴이는 일본의 창작실험 연구개발 일반화 전문가 축제 “青少年のための科学の祭典” 全国大会에 9회(2000년, 2001년, 2002년, 2003년, 2004년, 2005년, 2006년, 2009년, 2020년), TOYAMA大会에 2회(2006년, 2007년), OSAKA大会에 9회(2008년, 2009년, 2010년, 2011년, 2012년, 2013년, 2021년, 2022년, 2023년) 모두 20회 한국 대표로 초대받았다.

편집 : 김인수 객원편집위원, 양성숙 편집위원