첨단 과학 기술을 실현하는 첨단 소재
영화 속 마법 세계에 등장하는 투명 망토를 실제로 만들 수 있을까? 완벽하진 않아도 첨단 소재를 잘 활용하면 충분히 실현 가능성이 있다. 이렇게 새로운 기술에는 특별한 소재가 필요하다. 기존에 없던 새로운 성능이나 용도를 갖게 된 소재를 우리는 신소재 또는 첨단 소재라 부른다. 현재 진행 중인 과학 기술 속의 여러 소재들과 미래 기술을 이끌 또 다른 신소재들을 알아 보자.
첨단 소재가 세상을 바꿔 나간다!
우리가 배웠던 인류의 역사는 보통 구석기 시대를 시작으로, 신석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대로 나누어진다. 이것을 나눈 기준은 사람들이 사용했던 소재의 변화에 있다. 청동기의 등장은 돌에 의존했던 생활을 뒤바꾸었고, 이후 철기 시대에 들어서면서 철로 무장한 군대를 이끈 나라들이 청동 무기를 사용하던 나라를 꺾고 강국이 되었다. 철기 시대가 이어진 20세기에는 더욱 다양해진 금속과 나일론 등이 새로 쓰이면서 사람들의 생활 모습이 많이 바뀌었다. 이렇게 시대에 따라 신소재의 기준은 계속 달라진다. 그렇다면 오늘날의 신소재 즉, 첨단 소재로는 어떤 것들이 있을까?
현재 우리 생활 곳곳에 쓰이는 금속을 대신할 수 있는 첨단 소재로 탄소 섬유가 있다. 탄소 섬유는 알루미늄보다 가볍고 철보다 강하여 여러 기술 분야에서 미래형 소재로 주목 받고 있다. 또, 액정 디스플레이, 태양 전지, 전기 자동차 배터리 등에 사용되는 희소 금속이 있다. 희소 금속은 말 그대로 희소성이 있는 한정된 자원이며, 첨단 제품 생산에 없어서는 안될 중요한 소재이다. 다소 생소한 이름들이지만 모두 익숙한 물건의 재료로 사용되고 있다. 최근에는 벌목과 물 부족의 환경 문제를 이끌고 오는 종이의 주재료 펄프가 석회암으로 대체되는 사례가 있었다. 이처럼 평범한 소재들이 신기술의 대체재로써 첨단의 옷을 입고 새롭게 등장하기도 한다.
《Why? 첨단 소재》 편은 지금까지 우리 사회를 크게 변화시킨 신소재들에 이어 차세대 과학 기술을 책임질 여러 가지 소재를 다룬다. 일상에서 매일 보는 물건들의 재료를 새로운 눈으로 보고, 첨단 산업 속의 주요 소재들을 알고 나면, 먼 미래 생활의 변화까지도 예측해 볼 수 있을 것이다. 엄지, 꼼지와 함께 상상 그 이상의 첨단 소재 연구 단지로 첫걸음을 내디뎌 보자.
Why? 첨단 소재를 내면서 … 3
어린이 배틀 로봇 대회! … 8
신소재 박사 공 박사 … 13
신소재의 정의 … 19
세상을 변화시킨 신소재 … 24
세계의 신소재 개발 경쟁 … 34
필요에 의해 탄생하는 신소재 … 42
금속을 대체하는 탄소 섬유 복합재 … 46
플러렌과 탄소나노튜브 … 51
꿈의 신소재 그래핀 … 60
희소 금속과 희토류 … 68
희소 금속의 대체재와 대체 기술 … 78
산업 스파이 루팡의 정체는? … 86
메타 머티리얼과 스텔스 기술 … 90
세라믹 소재와 초전도체 … 96
고분자 화합물의 대명사 플라스틱 … 105
합성 섬유와 합성 고무 … 113
놀라운 3D 프린터의 세계 … 123
생물에게서 힌트를 얻은 신소재 … 130
미래에 등장할 신소재 … 138
루팡은 바로! … 144
신소재로 인한 문제점 … 147
드디어 결승전! … 155
전재운 [저]
저서 [Why? 첨단소재]
이두원 [저]
그림 [Why? People 장보고]
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