세상에 이로운 신소재 이야기
물리화학 덕후 아이에게 건네주고 싶은 책이다.
신소재 공학은 물리, 화학, 전기 전자, 기계, 건축, 의류, 에너지, 바이오 등
관련 이공계 전공에서 연구하는 세분화되고 융합적인 학문이다.
소재를 구성하는 원자나 분자의 역할을 이해하고 일어나는 현상을 규명하기 위해
물리화학을 전제로 한 재료 과학과 소재를 만들기 위한 공정과 원하는
응용 특성에 대한 해석과 분석을 하는 재료 공학으로 구성된다.
과학 이론을 바탕으로 가치를 창출하는 것을 전제로 하는 공학 분야인 만큼
실제 사용되거나 응용을 목적으로 연구하므로
우리 일상생활과 매우 밀접하게 연결되어 있다.
반도체, 핸드폰, 자동차, 에너지, 바이오 등의 소재를 이해한다면
미래 사회를 예측할 수 있을 정도이다.
세라믹, 금속, 폴리머, 반도체, 나노, 탄소, 복합체 소재 등에 대해
대표적인 예를 친절하게 설명하고, 외부에서 들어오는 자극,
즉 전기, 빛, 힘, 열에 반응하는 결과에 대한 과학적인 해석과 이해를 상식적인 수준에서
소재의 물성을 어떻게 정의하는지를 알아볼 수 있어 전문적이라
과학 문외한에게는 다소 어렵게 느껴지는 면도 있다. 그럼에도 불구하고
소재의 발견과, 새로운 활용법, 거듭된 소재의 개선으로
환경 문제, 에너지 문제, 건강 문제를 해결하는 데 어떻게 기여하고 있는지 알 수 있어
쓸모의 신소재에 대한 지적 호기심을 채우기에 적합했다.
소재의 선택과 인류 문명의 발전
초기 인류가 생존을 위해 소재를 선택해왔고
수많은 경험을 통한 소재의 선택과 쓰임새가 인류 문명의 발전과 함께 했다.
석기, 청동기, 철기 시대로 초기 인류 문명을 명명하고 있음은
소재가 인류의 생존과 번영에 직결되어 있음을 알려준다.
물과 음식을 담고 보관하기 위해 흙을 빚고 구워서 단단하게 만들어 사용했고,
우연히 알게 된 투명하고 빛나는 특성의 유리는 장신구로 사용하였고
부식이 일어나지 않아 깨지지만 않는다면 영구 보존이 가능해
비교적 많은 고대의 유리 유물이 남게 되었다.
청동기 시대가 되면서 정복의 시대가 열리게 되고, 청동에 비해 강하고
천연적으로 더 풍부한 철기 시대의 도래와 함께 인류 문명의 발전과 경쟁은 더욱 심화되었다.
산업 혁명 시대를 거치며 전기 에너지가 보급되면서 대량 생산의 기틀이 마련되었고
고분자 화학의 발전으로 플라스틱, 나일론을 중심으로 일상생활이 변하는
폴리머 시대가 열렸다. 2차 세계 대전 이후 실리콘을 핵심 소재로 하는 반도체의
본격적인 등장으로 트랜지스터, 다이오드 소자의 개발로 이어저 전자 정보화 시대를 열었다.
제3차 산업 혁명이라 불리는 반도체, 컴퓨터, 모바일 시대의 도래는
그래핀과 같은 또 한 번 획기적인 변화를 일으키는 소재의 등장으로 더 진보해가고 있다.
쓸모의 과학, 신소재 기술 확보의 중요성
소재의 한계는 부품의 한계이고 완제품의 한계가 되므로 원천 소재 개발에 매진하고 있다.
더 가볍고 충격에 잘 버티는 노트북, 더 오래가는 배터리 등 우리가 원하는 모든 첨단 기능은
소재 선택에 따라 거듭 개선되고 있다. 전 세계적으로 소재 기술력을 바탕으로 한
자국 산업의 보호와 경쟁력을 확보하기 위한 노력을 계속하고 있음을 인식하고,
소재 기술을 확보하는 것이 국가의 생존과 번영과 직결됨을 많은 사람들이 인식했으면 좋겠다.
"출판사로부터 책을 제공받아 주관적으로 작성한 글입니다"
- 저자
- 조용수
- 출판
- 교보문고
- 출판일
- 2024.04.17