치약 짤 때 색깔띠가 유지되는 이유

치약을 짜다보면 생각할지도 모른다. 어째서 색깔 띠는 튜브 내부에서 안 섞이고 유지될 수 있을까?

치약은 비뉴턴 유체에 속하는 물질 중 하나다. 이는 치약이 우리가 일반적으로 알고 있는 액체 같은 성질을 지니지 않는다는 것이다.

여기서 더 세세하게 분류하면 치약은 빙햄(Bingham) 플라스틱에 속하는 물질이다. 이는 전단력(Shear Force)이 치약에 작용하지 않을 때, 그러니까 우리가 튜브를 짜고 있지 않을 때, 치약이 마치 고체처럼 행동한다는 것이다. 따라서 가만히 있는 상태에서 치약은 그냥 고체 색깔 막대기들 인 것 마냥 섞이지 않고 가만히 있는다.

만약 치약에 전단력이 작용하기 시작한다면, 그러니까 튜브를 짜기 시작한다면, 치약은 층류 유동(Laminar Flow)을 하기 시작한다. 이는 색깔띠 치약과 하얀 치약이 서로 섞이지 않으면서 튜브 밖으로 나온다는 것이다. 이는 칫솔 위에서 섞이지 않고 가만히 있는 짜낸 치약에도 똑같이 적용된다.

옛날 사람들 사이에서, 그리고 심지어 BBC에서 마저 튜브 끝에서 색깔이 묻기 시작한다는 일명 뚜껑 이론(Cap Theory)이 제기된 적이 있으나 이는 사실이 아니다.