인문학과 최첨단 과학의 절묘한 ‘케미’,
그 마법 같은 화학의 세계를 만나다!
인문학과 경제학·건축·수학·의학·과학·통계학의 만남에 이어, 화학과 다른 학문과의 만남을 다룬 ‘융합과 통섭의 지식 콘서트’ 시리즈 제7권 ?화학, 인문과 첨단을 품다?가 출간된다.
세상의 모든 것은 변하기 마련이다. 인간과 인간의 삶, 그리고 인간이 누리는 모든 것은 끊임없이 변화하는 속성을 지녔으며, 그 유구한 변화의 중심에서 변화의 실상을 탐구하고 새로운 변화를 이끌어내는 것이 화학이다. 이로 볼 때 화학은 실로 인문학의 정수라 할 만하다. 하지만 그간 전공자가 아니면 이해하기 힘든 영역으로 치부되어 왔는데, 이 책은 우리의 삶 자체가 화학이라는 사실을 적나라하게 드러냄으로써 독자들에게 매우 신선한 ‘화학의 세례’를 받게 할 것이다.
인간 삶의 모든 것을 아우르고 표상하는 변화의 학문,
인문의 중심에 ‘화학’이 있고 첨단의 가능성에 ‘화학’이 있다!
무엇보다 이 책의 저자 이력이 독특하다. 화학이라는 한자의 모양을 새롭게 해석해서 ‘꽃보다 화학’이라 읽으며, 화학 공부의 중요성을 널리 알리는 일에 매진할뿐더러 화학 전공자임에도 다른 학문과의 융합과 통섭에 일찌감치 공을 들여왔다. 한국색채학회의 부회장을 역임했고, 현재도 한국컬러유니버설디자인협회의 부회장을 맡고 있으며, 공과대학에서는 전공인 고분자화학을 강의하지만, 미술대학에서는 미술재료학과 색채화학도 가르치고 있다. 이 모든 이력이 가능한 것은 사실상 화학이 관여하지 않는 학문이 존재하지 않기 때문이다.
화학은 인간 생활의 기초를 만들고, 과학 기술의 근간이 되며, 산업 전반의 바탕이 되는 학문이다. 인문학이 인간과 인간의 근원문제, 인간의 사상과 문화에 대한 학문이라면 화학이야말로 인문학의 꽃이라 할 수 있다. 우리가 숨 쉬는 과정부터가 산화-환원 반응이며, 음식을 먹고 영양을 섭취하여 생명을 유지하는 것도 복잡한 고분자 해중합 반응이다. 그리고 우리 인간이 수만 년을 지속해온 것도 DNA라는 화학물질 덕분이며, 인간이 영위하는 사상, 사유, 생각, 느낌 등을 가능케 해주는 기본적인 신경전달 물질과 대사물질들이 모두 화학물질들이다. 화학은 인간의 생명을 유지하게 해주고, 인간이 사용하는 거의 모든 상품을 제조해준다.
인문적 사유의 중심에 이렇게 화학이 깊게 관여한다는 것은 얼핏 놀라운 일이다. 인문과 화학은 매우 거리가 멀게 느껴지지만 사실은 화학 없는 세상에서 인간이 존재하는 것 자체가 애당초 불가능하기 때문에 과학도뿐만 아니라 인문학도들에게도 화학은 중심 학문이 되어야 한다. 실로 인문의 중심에 ‘화학’이 있고, 첨단의 가능성에도 ‘화학’이 있는 것이다.
오랜 경험과 번뜩이는 직관의 영역
화학의 눈으로 화학적 세상을 탐구하다!
눈에 보이지 않는 화학적 변화를 다루는 화학은 홀로 학습이 거의 불가능한 학문이다. 따라서 화학 전공자의 지도와 안내가 반드시 필요한데, 가능한 한 젊은 시절에 화학의 기본을 이해하는 것이 삶을 보다 입체적이고 총체적으로 이해하는 데 크게 도움이 된다.
우리가 일상생활에서 하는 모든 행위, 즉 세탁하고 화장품 쓰고 요리하고 음식을 소화시키는 것도 다 화학이며, 우리가 먹고 입고 신고 쓰는 모든 물건들도 거의 다 화학의 산물이다. 그래서 생물학도, 물리학도, 수학도, 심지어는 음악, 미술, 체육까지도 화학이 없이는 실체가 없는 경우가 많다. 아무리 신기한 아이디어를 냈어도 그 근본 재료는 화학이 만들어줘야 한다. 그런데 화학은 그 속이 잘 보이지 않는다. 그래서 화학을 아는 사람과 모르는 사람의 차이는 다른 과학보다 더 크다. 그렇다 보니 화학을 약간만 알아도 다른 사람들은 보지 못하는 세상의 실상을 꿰뚫어보며 이해할 수 있다.(pp.25∼26)
따라서 우리 삶을 점령하고 있는 화학의 실체를 제대로 아는 것이 무엇보다 중요하다. 이 책은 화학이라는 학문의 근본적인 성격뿐만 아니라 다른 학문과 밀접하게 통섭하는 화학의 본질을 알기 쉽게 정리하고 있다.
제1장 “화학, 모든 것을 만드는 신비한 마법”에서는 화학이란 무엇인가에 대한 기본적 개념과 다른 학문과의 관계를 다루었고, 제2장 “역사적 기적에는 언제나 화학이 함께한다”에서는 화학이 전쟁이나 위기 등 역사의 전환점에서 얼마나 결정적인 역할을 했는지를 보여준다. 제3장 “우리 생활에서 화학 아닌 것은 없다”에서는 우리 일상생활에서 화학이 얼...마나 지대한 역할을 담당하는지를 보여주며, 제4장 “인류를 이끄는 첨단기술 속의 화학”에서는 IT, BT, ET 등 첨단기술의 영역에서 화학이 얼마나 결정적인 역할을 하는지를 정리했다.
그리고 제5장 “화학적 상상력이 스며든 영화와 소설”에서는 영화와 소설 중에서 화학을 주제로 한 것이나 화학의 상상력으로 만들어진 것들을 훑어보았고, 제6장 “화학이 창조해낸 세계의 명화”에서는 인류의 문화유산인 옛 거장들의 명화에 숨어 있는 화학을 끄집어냈다. 제7장 “화학에 대한 오해와 편견”에서는 근거 없는 화학혐오증과 오해와 편견으로 억울한 누명을 쓰고 있는 화학물질들을 소개하며 그 속내를 풀어 보였다.
최근 몇 년간 가습기 살균제 사건, 살충제 계란 파동, 화학물질 누출 사고 등으로 케모포비아(Chemophobia, 화학물질 공포증)가 확산되기도 했다. 하지만 우리 생활에서 화학 아닌 것은 없다. 간혹 예기치 않는 부작용도 생기고 사고도 일어나지만, 그렇기 때문에 더욱 화학에 대해 더 깊이 연구하고 이해해야 하는 것이다. 모든 물질의 성질과 그 영향력을 좋은 방향으로 이끌기 위해서는 화학이 더욱 발달해야 한다.
이 책은 인류의 미래를 위해 화학에서 더욱 발전시켜야 할 것과 또한 경계해야 할 것을 균형 잡힌 시각으로 접근했다. 이를 통해 우리는 평소 무심코 지나쳤던 생활 속의 화학이 눈에 보이고, 그동안 이해하기 힘들었던 것들이 화학으로 새롭게 설명되는 짜릿한 순간을 맞이할 수 있을 것이다.
들어가며
Chapter 1 화학, 모든 것을 만드는 신비한 마법
화학은 마법에서 태어났다? : 연금술 | 화학의 시작, 문명의 출발 : 불 | 물질의 기본 요소는 무엇일까? : 원자·분자·원소집합체 | 화학식으로 물질의 정체를 드러내다 : 화학 반응식, 이성질체 | 화학은 모든 분야와 연관되어 있다 : 화학의 융합적 성격 | 화학, 넓고도 깊은 통섭의 세계 : 화학의 분야 | Tip：지구온난화의 주범 이산화탄소의 화려한 변신
Chapter 2 역사적 기적에는 언제나 화학이 함께한다
노벨상도 화학이 탄생시켰다 : 다이너마이트 | 이스라엘 건국의 비밀은 바로 화학의 힘 : ABE 공정 | 맬서스 인구론의 악몽에서 인류를 구하다 : 질소비료 | 불가능한 상륙작전으로 전쟁의 판세를 뒤집다 : 합성고무와 나일론 | 화학으로 세운 에펠탑, 미운오리새끼에서 랜드마크가 되다 | 질병으로부터 인류를 구한 항생제 : 페니실린 | 만병통치 아스피린, 통증치료의 역사를 새로 쓰다 : 아스피린 | 공포의 에이즈, 그 치료제를 찾기 위한 노력들 : AZT
Chapter 3 우리 생활에서 화학 아닌 것은 없다
화학 없는 세상에 살 수 있을까? : 산화·환원 반응, 산·염기 반응 | 요리도 다이어트도... 화학으로 성공한다 : 분자요리 | 세제 혁명, 깨끗한 세상을 만들다 : 계면활성제 | 화학을 알면 아름다워진다? : 화장품, 패션 | Tip：주변 온도에 따라 보온·냉각 기능을 다 갖춘 ‘쌍방향 특수섬유’ | 스포츠는 화학에게 맡겨라 : 최첨단 소재 | 의약품도 모두 화학으로 만든다 : 의약품
Chapter 4 인류를 이끄는 첨단기술 속의 화학
반도체 제조는 화학공정이다 : IT 반도체기술 | 유전자 조작 기술의 핵심도 바로 화학 : BT 유전공학 | 지구 방위 최전선에서 활약하는 환경화학 : ET | 디스플레이의 세계도 화학이 지배한다 : 액정 | 기능성 플라스틱의 미래는 밝다 : 고분자화학 | Tip：사람의 근육보다 40배나 힘센 ‘인공 근육’, 최첨단 웨어러블 세계 | 최첨단 과학수사도 화학이 선도한다 : CSI | 미래를 향해 달리는 최첨단 화학 자동차 : 수소자동차 | 미래의 에너지를 책임지는 화학 : 신재생 에너지 | Tip：수소경제를 확 바꿀 새로운 수소발생 촉매 개발
Chapter 5 화학적 상상력이 스며든 영화와 소설
서구보다 350년이나 앞선 로켓 기술 : 〈신기전〉 | 연금술의 또 다른 SF 버전 : 〈제5원소〉 | 주기율표가 인류를 구하다 : 〈에볼루션〉 | Tip：‘4차 산업혁명의 쌀’, 희토류 금속 | 화학을 이용해 화성에서 살아남기 : 〈마션〉 | 화학적 추출의 진수를 보여주다 : 〈향수〉 | 고분자기술로 태어난 액체 괴물의 위력 : 〈플러버〉 | 환경오염의 공포에서 태어난 괴생명체 : 〈괴물〉 | 복제와 복원의 야망을 품다 : 〈인사동 스캔들〉 | 개미는 화학물질로 의사소통한다 : 『개미』
Chapter 6 화학이 창조해낸 세계의 명화
선사시대 동굴벽화에 남은 화학의 자취 : 알타미라, 라스코 동굴 벽화 | 지금도 선명한 세계 최대의 성당 벽화 〈천지창조〉 : 프레스코 | 〈아르놀피니의 결혼〉, 유화의 비밀을 품다 : 유화 | 인상파 미술은 과학이 열었다 : 병치혼합 | 그림의 제목도 바꾼 화학반응 : 〈야경〉 | 미술사를 바꾼 색들, 그 화학적 성분 : 안료 | 판화 예술의 발전도 역시 화학이 이끈다 : 인쇄술 | Tip：조각 작품에 왜 청동을 사용할까?
Chapter 7 화학에 대한 오해와 편견
천연과 유기농은 항상 안전하다? | 방사능은 공포의 물질이다? | 플라스틱은 반드시 퇴출시켜야 한다? | Tip：플라스틱 쓰레기로 만든 차세대 신소재 ‘에어로젤’ | 다이옥신은 가장 치명적이다? | MSG는 화학조미료다? | 사카린은 건강에 해롭다? | DDT가 노벨 생리의학상을 받았다?
주석
찾아보기
보통 청소년들이 쓰는 ‘케미’라는 말에는 사랑이 싹트고 호감이 생기고 협력이 잘 되는 데에는 화학반응이 필요하다는 뜻이 담겨 있다. 화학이 원래 비밀스러운 마법에서 나온 말이니 요즘 청소년들은 화학의 진면목을 아주 잘 이해하는 것 같다. (p.19)
미래의 가장 중요한 세 가지 기술은 ‘IT-BT-ET’라고 이야기한다. 곧 인터넷 전자 기술(IT), 생물-유전공학(BT), 환경기술(ET)이 그것이다. 어느 분야든 실제 제품을 생산하고 실제 재료를 준비하는 단계에서는 화학의 힘이 절대적이다. (p.55)
‘물체’는 형태를 가진 사물을 말하고, ‘물질’은 형태가 바뀌어도 변하지 않는 본질적 재료를 말한다. 의자는 물체고, 의자의 재료인 나무는 물질이다. 그러한 이유 때문에 자연히 화학이 다루는 분야와 영역은 상당히 넓으며, 거의 모든 분야와 뿌리 깊게 연결되어 있다고 하겠다. (p.63)
현재 각국의 과학자들이 인공광합성으로 신기술을 개발하는 일에 매진하고 있다. 따라서 미래에는 인공광합성에 의해 농사를 짓지 않고 광합성공장에서 식량을 생산하는 꿈같은 일이 가능해질 것이다. (p.83)
언젠가는 백신도, 치료제도 개발될 것이다. 인류의 생존을 위협한다고 하던 무시무시한 공포의 병도 화학의 힘으로 물리쳐가고 있는 것이다. (p.145)
부엌에서 조리를 할 때 일어나는 모든 변화가 다 화학이다. 열을 가하여 화학반응을 일으켜 소화가 잘 되고 맛있게 변화시키는 모든 활동을 조리라고 한다. (p.160)
다이어트를 위해서는 탄수화물이나 당도 흡수가 잘되는 단당류보다는 다당류를 먹어야 흡수 가 덜 되고 쉽게 배출된다. 푹 익힌 채소보다는 신선한 샐러드가 체내 흡수율이 훨씬 낮다. 이와 같이 다이어트도 완전 화학의 영역이라 하겠다. (p.165)
운동화는 거의 합성 고분자의 무대다. 폴리우레탄과 EVA를 조합한 고급 운동화는 오래 걷고 뛰어도 발에 충격을 주지 않아 런닝화나 조깅화로 인기가 높다. 이와 같이 우리는 화학의 산물들을 입고, 신고 산다. (p.181)
설파제가 도입된 뒤로 미국에서만 폐렴으로 인한 사망자가 연간 2만 5천 명이나 감소했다. 화학으로 인류를 살린 대단한 업적이 아닐 수 없다. (p.193)
우리나라 반도체 기술 수준은 세계 최고인데, 이는 우리나라 화학기술이 높은 수준이기에 가능한 일이다. (p.197)
현재의 반도체는 실리콘 화학이다. 그러나 실리콘으로는 도달할 수 있는 만큼 거의 다 발전했다. 그래서 획기적인 새로운 반도체 재료를 연구 중이니, 이것도 역시 화학자의 몫이다. (p.202)
현재 인슐린이나 성장호르몬 같은 생체 단백질을 대량으로 만들고, 이를 이용하여 불치병을 치료하거나 손상된 장기를 치료하는 연구가 진행되고 있다. 사실상 상당 부분은 이미 임상단계에 와 있다. 이런 모든 유전자 조작이 화학을 기반으로 하는 기술이다. (p.209)
오존층 파괴를 일으킨 원인을 찾는 것도 화학의 일이고, CFC의 대체 물질을 만드는 것도 화학자의 일인 것이 현실이다. (p.216)
리튬으로 소형 고밀도 전지를 만든 것과, 폴리머로 고체 전해질 문제를 해결한 것 모두 화학이다. 실로 화학 없이는 현재 우리가 누리는 편하고 놀라운 스마트한 세상은 불가능한 것이다. (p.231)
전력 생산에서도 화학은 이산화탄소를 배출하지 않는 발전의 여러 가능성을 열어줄 수 있다. (p.259)
미술작품은 아주 오랜 기간을 견디며 세대를 넘어 살아남아야 하는 문화재와 같은 성격도 갖고 있으므로 그 보존과 변화에 화학이 관여치 않을 수 없다. (p.311)
모든 물질의 성질과 그 영향력을 좋은 방향으로 이끌기 위해서는 화학이 더...욱 발달해야 한다. 지구를 깨끗하게, 인류를 건강하게 하는 데 화학보다 더 중요한 지식은 없다. (p.351)
화학 혐오증이 아무 근거 없이 우리의 건강을 손상시키는 현실에서 이와 같은 정서가 개선될 움직임은 보이지 않는다. 하지만 천연 독을 해독하는 화학 약품도 많으니, 화학적 문제는 화학이 해결해야 한다. (p.389)
전창림 [저]
고등학교 때까지 미술학도를 꿈꾸었지만 대학에서는 화학을 전공했다. 프랑스에서 고분자화학 박사 학위를 취득한 후 ESPCI에서 액정을 연구하다가 해외 과학자 유치 계획에 선정되어 귀국하였다. 대덕연구단지의 한국화학연구원에서 바이오, 전자재료 등을 연구했다. 1990년부터 홍익대학교 바이오화학공학과 교수로 재직하였다.
현재 연구 분야는 미술과 색채에 있어서의 화학의 문제, 즉 미술재료화학, 색채학 등이다. 각종 과학 저널에 미술 에세이를 연재하는 등 미술과 화학 또는 예술과 과학의 접점을 찾아가는 일을 해오고 있다. 한국색채학회와 한국컬러유니버설디자인학회 부회장을 역임하였다.
저서로는 『미술관에 간 화학자 두 번째 이야기』(2019, 어바웃어북), 『알기 쉬운 고분자: 공학과 화학』(2014, 자유아카데미), 『미술관에 간 화학자』(2013, 어바웃어북), 『첨단과학의 신소재』(2009, 자유아카데미) 등이 있고, 역서로는 『세상을 바꾸는 반응』(2018, 다른), 『누구나 화학』(2012, 지브레인), 『색의 비밀』(2003, 미술문화) 등이 있다.
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