성냥은 마찰에 의한 발열과 발화성 물질의 화학 반응을 이용한 도구다. 겉보기에는 단순한 막대기 형태지만, 작은 불꽃을 만들어내는 과정에는 물리와 화학이 긴밀히 얽혀 있다.
성냥 머리에는 인화성 물질과 산화제가 혼합돼 있다. 일반적으로 산화철이나 산화망간과 같은 산화제, 황이나 인 같은 발화성 물질, 그리고 점착제와 착색제가 포함된다. 성냥갑 옆면의 마찰면에는 적린(붉은 인)과 산화철 가루 등이 발라져 있다. 성냥을 그 표면에 긁으면 마찰열이 발생해 적린 일부가 백린으로 변한다. 백린은 공기 중에서 쉽게 발화하기 때문에 곧 성냥 머리의 황과 산화제가 연쇄적으로 반응하며 불꽃이 일어난다.
이 원리는 마찰열이 화학 반응의 ‘점화 에너지’를 제공하는 구조다. 작은 열이 순간적으로 집중되면서 발화 조건에 도달하고, 이어서 머리 부분의 화학 혼합물이 폭발적 반응을 일으켜 불꽃을 만든다. 이후 나무 막대에 불이 옮겨붙어 지속적인 연소가 가능해진다.
성냥은 19세기 초 유럽에서 처음 발명된 이후, 값싸고 휴대성이 뛰어난 발화 도구로 자리 잡았다. 오늘날 라이터와 전기 점화기 등에 밀려 사용 빈도가 줄었지만, 구조적 단순성과 원리의 직관성 때문에 교육용 교재와 실험 도구로 여전히 널리 쓰이고 있다.
결국 성냥은 마찰과 화학 반응이라는 기본 원리를 응용해 인간의 일상에 불을 손쉽게 가져다준 대표적 발명품이라 할 수 있다.
