핀셋

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1. 개요
2. 역사
3. 종류 및 용도
4. 제조
참조

1. 개요

핀셋은 물건을 잡는 데 사용되는 도구로, 고대 이집트 시대부터 사용된 유서 깊은 역사를 가지고 있다. 다양한 형태와 재질로 제작되며, 형태에 따라 일반 핀셋, 역동작 핀셋, 특수 핀셋 등으로 구분된다. 핀셋은 제모, 전자 부품 조립, 수술, 우표 취급 등 다양한 용도로 사용되며, 최근에는 광학, 자기, 전기, 진공, 음향 등을 이용한 특수한 핀셋도 개발되었다. 핀셋은 금속판 가공을 통해 제작되며, 일본과 유럽 등지에서 다양한 종류의 핀셋이 생산되고 있다.

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핀셋
개요
설명	작은 물건을 잡는 데 사용되는 도구
문화어	핀세트
명칭
프랑스어	pincette
영어	tweezers
역사
기원	기원전 2900–1050년경
활용
예시	http://tocan-tweezer.org/2015/12/07/christmas-bakery-santa-claus-cake-made-with-gerald-tweezers/
기타
다른 뜻	의료용으로 사용되는 겸자

2. 역사

핀셋의 역사는 매우 오래되었으며, 고대 문명에서부터 그 흔적을 찾아볼 수 있다.

'족집게(tweezers)'라는 단어는 작은 물건(이쑤시개 등)을 가지고 다니는 데 사용하던 작은 상자를 의미하는 '에트위(etwee)'에서 유래했다. '에트위'는 프랑스어 ''étui''("작은 상자")에서 유래했으며, 이는 다시 고대 프랑스어 동사 ''estuier''("소중히 간직하다")에서 비롯되었다. 시간이 지나면서 현재 "족집게"로 알려진 도구는 이러한 작은 휴대용 케이스에서 흔히 발견되었기 때문에 이 이름을 얻게 되었다. 결국 "집다(tweeze)"라는 단어는 영어 동사로 받아들여졌다.

고대 이집트 시대에는 여성의 머리 손질 도구로 핀셋이 사용되었다.^[2]

발상은 불명확하지만, 사람 손가락으로 집기 어려운 물체나 손으로 직접 만지는 데 문제가 있는 물체를 집기 위해 사용된 집게 등에서 유래한 것으로 생각되며, 문명이 발전하고 다양한 장신구 등이 만들어지는 과정에서 더욱 세밀한 작업이 요구됨에 따라 발전한 도구라고도 생각된다.

2. 1. 고대 이집트와 메소포타미아

족집게는 프리디나스틱 이집트 시대부터 사용된 것으로 알려져 있다. 이집트 장인들이 화덕 위에 놓인 냄비 위로 이중 활 모양의 도구를 들고 있는 그림이 있다. 두 개의 금속 조각을 납땜하여 만든 아시아식 족집게는 기원전 3000년경부터 메소포타미아와 인도에서 흔히 사용되었는데, 이는 이가 골라내는 등의 목적으로 사용되었을 가능성이 있다.^[2] 청동기 시대에는 케르마 문화에서도 족집게가 제작되었다.^[3]

2. 2. 로마 시대

로마 시대에는 끝이 날카로운 수술 도구로서의 핀셋과 휴대용 족집게가 사용되었다.^[2] 로마의 조선공들은 펜치와 같은 집게로 건축물에서 못을 뽑기도 했다.

2. 3. 앙코르 왕조

12세기에 번영했던 크메르 왕조의 것으로 추정되는 청동제 기구 중 핀셋과 유사한 형태의 것이 현존한다. 대상물을 단단히 물 수 있도록 끝부분에는 요철이 있으며, 현대의 핀셋과 거의 같은 기능을 가지고 있다.^[2] 사용 목적이 제모였는지, 세밀한 작업을 위해 사용했는지, 또는 머리 장식인 비녀와 같은 장신구였는지는 불명확하다.

3. 종류 및 용도

핀셋은 용도에 따라 다양한 형태, 재질, 기능을 가진다. 일반적인 핀셋 외에도 다음과 같은 특수 핀셋이 존재한다.

'''광학 핀셋''': 빛(레이저 빔)을 이용하여 원자 단위의 미세 물체를 조작한다. 생물학 분야에서 세포 조작 등에 활용된다.
'''자기 핀셋''': 자기력을 이용하여 DNA와 같은 단일 분자를 조작한다.
'''전기 핀셋''': 전기 신호를 통해 제모 시 모근을 손상시키는 데 사용된다.
'''[https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2105459119 정전 핀셋]''': 정전기 유도를 통해 쿨롱 인력을 발생시켜 물체를 잡는다.
'''진공 핀셋''': 대기압 차이를 이용하여 다양한 크기의 물체를 잡는다. 전자 부품, 광학 부품, 생물학적 재료 등을 다루는 데 사용된다.
'''음향 핀셋''': 소리를 이용하여 유체 내 입자나 세포를 조작한다.
'''분자 핀셋''': 비공유 결합을 통해 특정 분자를 잡을 수 있는 포접 분자이다.
'''핫 핀셋(납땜 핀셋)''': 핀셋의 잡는 기능과 가열 기능을 결합하여 표면 실장 전자 장치를 납땜하거나 제거하는 데 사용한다.
'''핀셋 프로브''': 핀셋 형태의 전기 테스트 프로브로, 전압 등 전자 회로 매개변수를 측정한다.
'''전자 측정 장치 통합 핀셋''': 소형 전자 부품의 전기적 특성을 평가하는 데 사용된다.
'''탄소 나노 핀셋''': 탄소 나노튜브를 이용하여 마이크로 및 나노 구조를 조작한다.

3. 1. 형태

일반적인 핀셋은 두 개의 금속 조각을 용접하거나 하나의 금속 조각을 구부려 만든 V자 모양이며, 힘을 가해 닫아서 물체를 집는다. 구부러진 핀셋은 제조 비용이 저렴하지만 잡는 힘이 약하고, 용접된 핀셋은 더 비싸지만 더 강한 잡는 힘을 제공한다. 힘을 가하지 않았을 때 핀셋 끝 사이의 너비도 잡는 힘에 영향을 미친다. 이와 반대로 힘을 가했을 때 끝이 벌어지도록 만들어진 것은 '''역동작 핀셋'''(교차잠금 핀셋)이라고 부르며, 쥐었을 때 열리고 놓았을 때 닫혀 손가락을 사용하지 않고도 물체를 잡을 수 있다.^[4]

핀셋의 끝 부분 모양은 매우 다양하다. 매우 가늘고 뾰족한 것부터, 넓고 둥근 것, 톱니 모양, 평평한 판 형태 등이 있다.

무딘 끝 핀셋: 둥근 끝을 가지고 있어 면봉 조작과 같이 뾰족한 물체가 걸릴 수 있는 경우에 사용한다.
평평한 끝 핀셋: 각진 끝을 가지고 있어 가시를 제거하는 데 사용한다.
긴 바늘 모양 핀셋: 작은 틈새에 접근하는 데 유용하다.
삼각형 끝 핀셋: 더 크고 넓은 끝을 가지고 있어 더 큰 물체를 잡는 데 유용하다.
마이크로 핀셋: 매우 작고 뾰족한 끝을 가지고 있어 미세한 전자 부품 등을 조작하는 데 사용한다.

저울에 사용되는 추를 집기 위한 것처럼 끝 부분이 굽어 있는 핀셋도 있으며, 이러한 형태를 '''곡경 핀셋'''이라고 한다. 특히 끝 부분의 방향과 반대로 휘어져 끝 부분으로 갈수록 八자 모양으로 굽은 유형은 섬세한 작업에 적합하다. 또한, 매우 작은 물체를 고정할 때 튕겨 나가는 것을 줄이기 위해 끝 부분을 두껍고 굵게 만든 것도 있다.

3. 2. 재질

스테인리스강이 핀셋 재질로 가장 많이 사용된다. 플라스틱 제품도 있으며, 집는 대상이 정전기 등에 민감한 경우에는 대나무나 세라믹 제품을 사용하기도 한다. 인쇄회로기판용으로는 끝 부분이 페놀 수지로 된 '''베이크 핀셋'''을 선호한다. 베이크 핀셋은 정전기 방지 효과가 있고, 줄 등으로 형태를 조절할 수 있으며, 표준적인 스테인리스강 핀셋보다 유연하여 흠집이 잘 생기지 않는다는 장점이 있다.^[4]

3. 3. 용도

의료: 수술, 조직 검사 등에 사용되는 겸자 및 조직 겸자가 있다.^[1]
산업: 전자 부품 조립, 납땜, 반도체 기술(웨이퍼 핀셋 형태), 보석 제작 등에 사용된다.^[1]
이화학 실험: 미세 물질 취급, 시료 분석, 저울에 사용되는 추를 집는 경우 등에 사용된다. 이때 집기 쉽도록 끝 부분이 굽어 있는 곡경 핀셋을 사용하기도 한다.^[1]
미용: 제모(눈썹 핀셋), 네일 아트(매니큐어 또는 페디큐어 시 보석, 스티커 등을 손톱, 발톱에 부착) 등에 사용된다.^[1]
취미: 우표 수집(우표학 참조), 소형 동전 수집(화폐학 참조, 동전 보호를 위해 팁에 플라스틱을 감싸서 사용) 등에 활용된다.^[1]
기타: 시계 제작, 섬유 산업, 수조 조경 등에 사용된다.^[1]

일반적으로 핀셋은 가늘고 긴 금속 조각 여러 개를 겹쳐 V자 모양으로 만든다. 힘을 가해 닫은 후 물체를 집어 사용하며, 반대로 힘을 가했을 때 끝이 벌어지는 역동작 핀셋도 있다. 최근에는 자력, 점착력 등을 이용한 흡착식 진공 핀셋도 등장하고 있다.^[1]

핀셋은 용도에 따라 모양, 재질, 기능이 다양하다. 끝 부분은 극미세 작업용은 가늘고 뾰족하며, 우표용은 끝을 평평하게 만든다. 저울에 사용되는 추를 집기 위한 것은 끝 부분이 굽어 있다. 재질은 스테인리스강이 가장 일반적이며, 플라스틱, 대나무, 세라믹 등이 사용된다. 인쇄회로기판용으로는 베이크 핀셋이 선호된다.^[1]

3. 4. 특수 핀셋

광학 핀셋은 빛을 이용하여 단일 원자만큼 작은 미세 물체를 조작한다. 집속된 레이저 빔으로부터의 운동량 전달은 작은 입자를 포획할 수 있다.^[5] 생물학 분야에서 이러한 기구는 피코뉴턴(pN) 범위의 힘을 가하고 10 nm에서 100 mm 이상의 크기를 가진 물체의 nm 범위의 변위를 측정하는 데 사용되어 왔다.
자기 핀셋은 상자성 상호 작용을 통해 단일 분자(예: DNA)를 조작하는 데 자기력을 사용한다. 실제로는 개별 생체 분자를 조작하고 그들의 행동에 영향을 미치는 초소형 힘을 측정하도록 설계된 자기 트랩의 배열이다.
전기 핀셋은 팁을 통해 전기 신호를 전달하여 제모를 위해 모근을 손상시켜 같은 모근에서 새로운 털이 자라지 못하도록 한다.
[https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2105459119 정전 핀셋]은 정전압을 사용하여 표적 물체의 전하 재분포를 유도하여 핀셋과 조작되는 물체 사이에 쿨롱 인력을 발생시킨다. 정전 핀셋은 포획 모드 또는 유도 모드로 작동한다.^[6]
진공 핀셋은 대기압의 차이를 이용하여 100마이크로미터 크기부터 수 파운드 무게의 부품까지 다양한 물체를 집는다. 표면 실장 전자 부품, 광학 부품, 생물학적 재료, 우표 및 동전과 같은 다양한 물품을 취급할 수 있도록 특수한 진공 핀셋 팁이 제작된다. 이는 기존의 기계식 핀셋이 부품을 손상시키거나 떨어뜨려 분실할 수 있을 정도로 작은 부품을 취급하는 데 사용될 수 있다.
음향 핀셋은 유체 내의 입자 또는 세포를 조작하는 데 소리를 사용한다. 입사 파장과 비교하여 작은 크기의 경우 우아한 고르코프 퍼텐셜 이론이 가장 많이 사용된다.
분자 핀셋은 비순환 포접 분자로서, 비공유 결합을 통해 게스트 분자를 결합할 수 있는 두 개의 팔을 가지고 있다.
핫 핀셋 또는 납땜 핀셋은 기계식 핀셋의 압착 작용과 가열을 결합하여 작은 표면 실장 전자 장치를 잡는 동시에 납땜 또는 납땜 제거를 위해 가열한다.
핀셋 프로브는 전압 또는 기타 전자 회로 매개변수를 밀접하게 이격된 핀 사이에서 측정하기 위해 핀셋 메커니즘에 고정된 한 쌍의 전기 테스트 프로브이다.
소형 전자 부품의 전기적 매개변수 평가를 위한 전자 측정 장치와 통합된 핀셋.^[7]
탄소 나노 핀셋은 담금질된 유리 미세 피펫에 증착된 분리된 전극에 MWNT 번들을 증착하여 제작되었다. 이러한 나노튜브 번들은 전기적으로 기계적으로 조작할 수 있으며 마이크로 및 나노 구조를 조작하고 전달하는 데 사용할 수 있다. 핀셋에 사용되는 나노튜브 번들은 직경이 약 50 nm이고 길이가 2μm이다. 전기 바이어스 하에서 두 개의 가까운 번들 세트가 서로 끌어당겨 나노 스케일 핀셋으로 사용할 수 있다.

4. 제조

일반적인 형태의 핀셋은 금속판을 절단, 깎기, 구부리기 등의 과정을 거쳐 제작된다. 재료인 금속은 그대로 사용하면 구부린 후 원래 형태로 돌아오지 않기 때문에, 겹치는 부분(또는 중앙의 구부러진 부분)에 금속 밀도를 높이는 가공을 하여 탄성을 부여한다.^[9]

일본에서는 가쓰시카구의 코와핀셋공업이 핀셋 생산의 약 70%를 차지하며, 200여 종류의 핀셋을 제작한다.^[9] 특히 혈관 수술 등에 사용되는 핀셋은 끝부분이 0.05mm 정도로 매우 정밀하게 가공된다.^[9]

이러한 정밀 가공은 자동 기계로는 어려워, 장인이 직접 눈과 손, 줄(やすり), 확대경을 사용하여 수작업으로 제작한다.^[9] 핀셋 끝부분이 가늘수록 혈관 수술 등에서 낮은 침습을 실현하여 환자의 회복을 빠르게 하고, 의료의 질과 QOL 향상에 기여한다.^[9]

코와핀셋공업에서는 의사 등의 의뢰를 받아 특수한 핀셋을 주문 제작하기도 한다. 예를 들어, 수술 중 카테터를 신체에서 꺼낼 때 핀셋을 굴리면서 유착을 분리할 수 있도록 파이프를 끼운 채로 끝부분을 슬라이드시킬 수 있는 핀셋을 제작한 적이 있다.^[9]

유럽의 핀셋 제조 회사로는 DUMONT 등이 있다.

참조

_[1] 웹사이트 Christmas Bakery – Santa Claus Cake Made With Gerald Tweezers http://tocan-tweezer[...] 2015-12-07
_[2] 서적 The Bronze Age Biblo & Tannen Publishers
_[3] 서적 Daily Life of the Nubians Greenwood Publishing Group
_[4] 웹사이트 Eyelash made in different sizes and shapes https://qualitybeaut[...] 2019-07-02
_[5] 학술지 Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles https://www.osapubli[...] 1986-05-01
_[6] 학술지 Electrostatic tweezer for droplet manipulation 2022-01-01
_[7] 웹사이트 Multimeter/LCR Meter tweezers http://www.advancede[...] 2020-01-17
_[8] 웹사이트 Raman tweezers probe living cells https://optics.org/a[...] 2002-02-27
_[9] 방송 ちい散歩 (치이산포) テレビ朝日 (테레비 아사히) 2012-01-13

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