녹색화학이야기 * 미래의 과학

아나스타스가 들려주는 녹색 화학 이야기 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 121
박준우 지음 / 자음과모음 / 2011년 6월

 
자음과 모음 *  과학자가 들려주는 과학이야기 * 아나스타스가 들려주는 녹색화학이야기

본격적인 집단생활을 시작하며 문명을 형성하게된 신석기 이래, 인류의 역사는 1만년에 이르고 있다.
그동안 인류는 신석기, 청동기,철기시대를 지나오며 눈부신 발전을 이루었는데 특히나 인공화학물질의 시대가 도래한 근래 2,3백년동안의 변화는 감히 상상할수도 없었던 새로운 시대였다.

증기기관의 발명이란 산업혁명을 시작으로 석탄과 석유등 화석연료를 재원으로 한 화학물질의 생산은 1만년의 역사를 순식간에 바꾸어 놓은것이다. 그러한 물질적 풍요와 헤택 편리한 생활을 가져다 준것은 세기의 발명품이라 했던 프라스틱을 비롯한 인공화학물질들이었다. 헌데 어느순간 그것들이 인류의 안녕을 위협하는 존재가 되어버렸다.

뚜렷한 대체자원이 없는상태에서 삶의 모든것을 의지하고 있는 석탄과 석유 천연자원등은 300여년만에 고갈될 위기에 처해있었으며 탁월한 성능의 살충제로 농업생산령의 일대 혁명을 가져다준 DDP에선 잔류독성이 확인되었는가하면 냉장고의 냉매와 생활필수품속에 사용되었던 프레온가스는 지구온난화의 주범이 되었다. 그 어느것 하나 가볍지 않을만큼 미래 지구의 안녕을 위협하는 존재들이다.

그건 지금 이순간도 지구의 멸망을 예언하는 사람들이 존재하는 까닭들이다.
그럼 앞으로 인류는 어떻게 해야되는것일까 ?
책은 그렇게 부모세대, 할머니 할아버지 세대가 이루어놓은 업적인 동시에 잘못된 발전으로 편안한 생활을 누려온 우리 아이들이 앞으로 해야할 미래과학을 열어놓고 있었다.
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지극히 현실적인 이야기로, 꼭 이루어야만하는 내일을 열어가기위해서 꼭 발전시켜야만 하는 녹색화학이야기를 들려주고 있었슴이다. 인





인류는 화학반응을 통해 자연에는 존재하지 않거나 존재해도 양이 아주 적은 것을 인공적으로 만들어냈다. 이러한것을 합성물질, 인공화학물질이라 하는데 그로 인해 인류는 번성했고 풍요로운 생활을 누릴수 있었다.  식품을 비롯하여  의약품, 옷, 휴대전화, 자동차, TV등 너무도 다양한 품목들이 그것인데 그러한 인공화학물질을 합성하는 과정에선 해로운 물질들이 발생하고 그것들은 우리가 살아가는 환경에 아주 나쁜 영향을 미치고 있었다.
 




인류는 불과 몇십년전에야 인공화학물질을 생성해가는 과정에서 발생하는 물질들이 환경을 저해하고 우리의 생활에 위협을 주고 있음을 인지했는데 그나마도 지금까지 큰 대책이 없는 상황들이다.
그러한 이야기를 만나가면서,  그렇다면 삶의 풍요로움을 안겨준 인공화학물질들을 더이상 생산해서는 안되는걸까 생각하게되는데 그건 아니었다.  앞으로 사회가 지속적으로 더욱 발전하기 위해서는 화학을 통해  보다 좋은 성능을 갖는 의약품,농약, 각종 기능성 재료들,  새로운 물질을 개발하는 것이 필요함으로 분자의 성질을 이용한  독성이 적은 물질의 개발이 시행되고 있음을 알려주는 바로 녹색화학이었다.

편리함과 풍요로움만을 생각했던 기존의 연구 방법과 달리, 원하는 기능은 우수한가, 사람에게 독성은 없는가, 환경에 해롭지 않은가, 사용후에는 해롭지 않은것으로 분해되는가등 화학물질 고안시 고려해야 할 주요사항들이 추가된것이다.




고갈위기에 처한 석유를 대처할 수소에너지를 개발하는것, 온실가스의 주범인 이산화탄소의 분자를 분리한 연구등 미래발전을 위해 우리가 나아가고 있는 방향을 알려줌으로써 미래의 주역이 될 우리아이들로하여금  좀 더 진보된 지식을 통한 나아갈 방향들이었다.

과학자들은 현재 종전의 비닐이나 플라스틱에 비해 강도는 비슷하면서도 미생물에 위해 쉽게 분해되는  고분자를 개발했다고한다. 독성물질이 확인된 살충제 DDP를 대신할 농약으로 자연상태에서 잘 분해되어 사람이나 생태계 모두에 큰 위험이 되지않은 유기 - 인산계 농약이 개발되어 사용되고 있기도 하단다.

하지만 수소에너지와 같이 얻게되는 에너지에비해 그것을 생산하기위해 소모해야하는 에너지가 훨씬 더 많은것이 지금의 현실이기도 했다.  그렇게 책은 우리가 처한 현실을 녹색화학이란 전문적인 지식속에서 풀어줌으로써 내일을 준비하게 만든다.




총7장에 걸쳐 들려주는 이야기엔 화학이 무엇인지, 녹색화학의 원칙은 어떤것인지, 녹색화학의 원료물질과 에너지 이야기등을 거쳐 녹색화학의 발전방향으로까지 이어지면서 앞으로 우리가 만들어가야할 세상을 보여준다. 그동안 쉼없이 들어왔지만 설마 그러한 연구가,  그러한 세상이 가능할까 싶었던 과학적 지식들을 구체적으로 만날수 있어서도 좋았던 책은 아이와 어른 모두가 꼭 한번은 만나야할 우리의 현실이었고 미래의 모습이었다.   

물질의 특성이야기 과학자시리즈

캐번디시가 들려주는 물질의 특성 이야기 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 124
김경은 지음 / 자음과모음 / 2011년 9월

 
자음과 모음 * 캐번디시가 들려주는 물질의 특성 * 고학년 과학책

어린시절 잠깐 과학자의 꿈을 가졌던 아이들을 보면서 나와는 다른걸까 라는 생각을 했었다.
학창시절 난 그나마 괜찮았던 생물을 제외하곤 화학 물리등 다른영역들을 너무 어려워했기 때문이다.
헌데 아니나 다를까,  우리 아이들도 언제부터인가  과학이 만만치 않다라는 사실을 인지하고 있었으니 그 주범은 아마도 화학일것이다.

밀도와 부피의 상관관계  용해도와 입자,원자,분자등의 용어가 나오고 그래프가 등장하면서 아, 드디어 올것이 왔구나 라는 심정이랄까. 그건 어느순간 과학책을 거부하는 현상으로 나타나기 시작했었다.

그렇기에 과학자가 들려주는 과학이야기 역시나  처음 좋다는 입소문에 관심을 보이면서도 아주 즐거운 독서는 아니었었다, 헌데 한권 두권 읽다보니 어느새 아이가 그것을 즐기고 있었다. 124권의 이야기인 캐번디시가 들려주는 물질의 특성은 과학영역중 가장 버거워했던 화학영역인데 아주 재미있게 읽어낸다

또한 과학자의 업적을 통해 특정영역을 공부해가는 과학자시리즈는 하나의 영역에 대해 좀 더 집중해서 공부할수 있다라는 장점을 가지고 있어 참 좋다. 그렇다면 124번째의  주인공 캐번디시는 누구인가 ?
영국의 화학자로 수소를 발견했고 지구의 질량을 계산한 과학자라고 한다.

  



물질의 특성이라하면 얼음이라고 하는 답을 찾아가는 스무고개 놀이에서 등장했던 물질의 맛, 부피, 질량, 온도, 냄새, 뜨고 가라앉음, 굳기,어는점등을 알아가는 과정들이라 생각하면 될 듯하다. 눈으로 보이는 겉보기 성질에 이어 눈으로 확인할수 없는 내면의 고유성질을 밝혀내고 그것을 분리해 새로운 물질을 만들어내는것의 학문

캐번디시 선생님과 함께하는 6번의 수업엔  생활속의 화학이 담겨져있다.  주변에서 가장 비교하기 좋은 대상인 물과 에탄올의 성분을 비교해보고, 아르키메데스의 욕조신화에 담겨져있던 부피와 질량 무게를 이해하고  물과 얼음사이의 어는점과 녹는점등을 알아본다.




물질이 가지고 있는 성질을 크기성질과 세기 성질로 구분할수 있는데 질량이나 길이 넓이 부피등과 같이 물질의 양에 따라 그 수치가 변하는 성질을 크기 성질이라하며 온도 끓는점 어는점 밀도 용해도 등과 같이 물질의 양이 달라져도 그 수치가 변하지 않는 성질이 세기 성질로 온도를 제외한 대부분이 물질의 특성에 해당된단다.

또한 그 물질을 분리하고 혼합하는 과정의 기본이 되는 순물질과 혼합물에 대한 원론도 공부하게 되는데
참으로 심오하고 무겁게 느껴졌던 과학 원론들이 우리의 실생활과 밀접한 비교를 통해서 가볍게 이해하게된다.




또한 설탕의 녹는점은 200도, 철이 녹는점은 1500도, 수은은 -38.9도등 물질에 따라 달라지는 고체의 녹는점과 산소는 -183, 에탄올은 78.3, 물은 100도등의 물질의 끓는점의 비교 분석등을 마치 함께 실험을 하듯 캐번디시 선생님의 실험과정과 설명을 통해 학습을 한다.  




실험이 있고 그 실험결과에 의거한 도표가 있고 실제생활속에서 흔히 접할수 있는 모습이 있어 학습은 책속 지식을 벗어나 살아있는 현실속 이론이 되어갔다. 그렇게 이중의 장치를 거치기에 이해의 속도도 빠르고 장기간의 기억으로 남는듯하다.

지금이야 불가능하지만 오래전 산에 올랐다 밥이 설익는 경험을 모두 해보았을터인데 지표면을 떠나 위로 올라갈수록 기압이 낮아지면서 물의 끓는점의 변화가 낮아지는것이 그 원인임을 물질의 특성에서 알아간다. 또한 우리의 삶에 다양한 모습으로 뿌리를 내리고 있는 원유의 성분 분리표는 특성에 따라 분리되는 물질의 특성이 우리삶에 얼마나 밀착되어있나를 확실하게 보여준다.




언제 무슨일이 과학연대표를 확인하니 과학의 발전이 우리의 생활에 얼마나 커다란 변혁을 가져왔나가 한눈에 보인다. 식물에 포함된 색소를 분리할때 이용되는 크로마토그래피는  며칠전에 끝난 전국체전이나 국제경기가 있을때마다 한번씩 접하는 도핑테스트에 활용되며  밀도차이를 이용하여 바닷물을 식수로 만드는 등 물질의 특성을 파악하고 분리하거나 정제하는 방법들은 우리의 생활모습을 곳곳에서 바꾸어 놓았다. 그러한 모습들은 아이들에게 존재하지 않는 새로운 물질을 만들어내야겠다는 과학적 호기심을 자극하는 촉매제가 되는 동시에 과학공부에대한 흥미를 불러일으키고 있었슴이다.



그렇게 화학은 어렵다라는 편견이 사라지고  화학도 만만하다라는 자신감이 붙었다.
각 수업이 끝날때마다 공부한 내용을 간단하게 요약해지는 한쪽짜리 만화는 이 시리즈를 만날때마다 참 마음에드는 부분이다.

우주선 타기는 정말 진짜 힘들어, 분류에 대해서 공부해요

우주선 타기는 정말 진짜 너무 힘들어 - 분류 기준 ㅣ 456 수학동화 10
이재윤 글, 노자매(노미경.노인경) 그림, 강완 감수 / 미래엔아이세움 / 2011년 9월

 
아이세움의 수학동화 10권 분류 * 우주선 타기는 정말 진짜 너무 힘들어

외계인 친구 여덟명이 우주선 두 대에 나뉘어 타고 지구 여행을 떠나려고 해요.
그런데 이렇게 끼리끼리 모이고 저렇게 끼리끼리 모여도 좀처럼 넷씩 나뉘지 않네요
어떻게 나누면 좋을까요 ?

어찌보면 너무 간단합니다.뭘, 이걸 가지고 고민하는거야 타박을 늘어 놀 정도입니다.
하지만 그거 아시나요. 이 간단한 사실을 가지고 많은 대화를 나눌수 있다는 사실을요.
그렇게 많은 대화를 나누었던 아이들이 아주 간단하게 답을 찾은 아이들보다 훨씬 더 논리적이고 창의적이며 상상력이 풍부하다는 것을요....

아이세움의 수학동화를 보노라니 우리 아이들의 어린시절이 생각났습니다.
그때는 그냥 잘 읽어주는 아이들이 고맙기만 했는데, 시간이 지나고보니 혼자이기보단 함께 읽을껄
더 많은 대화를 나눌걸 후회가 되더라구요.


 


우주선 타기는 정말 진짜 너무 힘들어는 분류에 대한 이야기입니다. 우주선은 딱 두대, 외계인 친구들은 여덟 명으로 , 두대의 우주선에 8명의 친구들이 나누어 타야 한답니다. 





아주 간단할 것만 같았던 답을 찾아가는 과정이 쉽지가 않습니다.
친한친구끼리도 탓다가는, 착한 친구끼리도 탓다가, 키 큰 친구와도 타보고, 얼굴색으로도 나누어봅니다.
하지만 답이 나오지를 않습니다. 네명씩 나누어지지가 않습니다.




분류의 기준이 잘못된 거지요. 엄마보다 크니까 나는 큰거야,  키는 옆으로 재는거야 내가 제일 크네등
각자의 주관적인 생각이 끼여들다보니 정확한 답이 나오지가 않습니다.




그러다가는 얏호 만세. 드디어 답을 찾았습니다. 어떻게 찾았냐구요.
각자 가지고 있는 더듬이 숫자로 나누었답니다. 더듬이 2개 가진 친구 모여라.  3개 가진 친구 모여라 했더니 아주 간단하게 결론이 났습니다.  




너무도 단순할 것 같은 그 이야기속엔 수학의 기본원리가 가득해서, 제대로 공부가 됩니요.
누구나 공감할 수 있는 딱 부러지는 기준에 의해 분류되는 우주인 친구들을 보면서 아이들은  정확한 계산에 의해서만 해답을 찾을 수 있는 수학의 본질을 자연스레 익히게 되는 거네요.

그러한 이야기가 끝난후에는 재미로 학습하는 스티커 놀이도 해보고 ,  별도 부록으로 구성되어있던 교구를 활용하여 좀 더 재미있게 즐길 수 있던  어떤 기준으로 모을까 라는 놀이표도 활용할 수 있었습니다.

또한 스토리의 구성은 엄마의 부연설명 없이도 아이들 혼자서 상상하며 다양한 사고를 할 수 있었습니다.
그렇기에 함께 해주면이야 가장 좋은 방법이겠지만 아이들이 한참 자란 후 좀 더 같이 있어줄 걸, 좀 더 많은 이야기를 들려줄 걸 이라는 후회감을 감소시키는 요인이 되어 줄 것 같았습니다.  




그렇게 아이세움의 수학동화, 우주선 타기는 정말 진짜 너무 힘들어는 이야기와 즐길거리가 풍성한 놀이감이요, 학습교구요, 동화이기도 했습니다.

 

마법전사 호머와 사막의밤

마법전사 호머와 사막의 밤 ㅣ 만화 판타지 생물계 대모험 7
곰돌이 co. 글, 김신중 그림 / 미래엔아이세움 / 2011년 8월

 
생물과학 학습만화 * 마법전사호머 7권 * 호머사이언스 시리즈

살아남기 시리즈와 보물찾기 시리즈 등 아이세움의  학습만화 시리즈의 인기는 아이들에게 가히 절대적인데 중학생이 되고 이제 6학년인 우리집 아이들이 꾸준히 여전하게 기다리고 찾고 있는 책들 이기도하다. 거기에 하나 더 만화  판타지 생물계 대모험 시리즈가 있었으니 평소 여러번 눈치를 주었던 책을 이제서야  처음 만나게 된다.
 
마법전사 호머와 사막의 밤으로 벌써 시리즈의 일곱번째 책 이었다.
마법전사 호머와 고양이 마밍, 그리고 늑대 카요테 3명의 주인공들....

호머와 마밍 둘은 곳곳에 불이나고 동물들의 피난행렬이 이어지고있는 사막 한복판으로 들어간다. 친구인 늑대 카요테가 이미 앞질러 간 길이요,  사라져버린 마왕의 비늘을 쫓아가는 길 이기도 했다.

이어 마법의 번개를 이용해 사막을 불태우고 있는 모래괴물과 맞닥트리면서 너무도 무시무시한 거대괴물과의 싸움에서 과연 살아남을 수 있을지 팽팽한 긴장감이 감돌던 차  두 친구가 쫓는 마왕의 비늘을 가지고 있던 친구 카요테의 도움을 받게된다.

그렇게해서 모래괴물의 정체가 드러나게 되는데 알고보니 친구의 아빠요, 밀림의 왕이기도 한 사자다.




이야기는 그렇게 불모의 땅 모래한복판에서 친구들이 겪고있는 모험이야기다.
마왕의 정체를 파헤치고 마법의 힘을 가진  물건을 찾아가는 길, 음모와 술수속에서 축복 마법만으로 사건을 해결해가는 천진난만하기까지한 호머의 모험은 아주 신나보인다

그에 반해 카요테는 어떤 위기가 찾아 오는걸까 ? 지켜보는 아이들로 하여금 긴장감을 고조시키는 존재였다. 상반되는 그 둘의 캐릭터가 모여 신나는 모험과 조마조마한 모험 두가지의 재미를 얹어준다.
사막이라고 하는 특수성에 무언가  감추어져 있는 듯한 신비로움이 가세되어 아이들의 시선을 집중시킨다.





그러한 호머사이언스 시리즈가 뭐였던가. 바로 생물과학 학습만화가 아니었던가 ?
신나고 긴장되는 모험속에서 아이들에게 들려주는 이야기가 참으로 많다.
만화라고 하기엔 공부하는 양이 상당하다.

사막에서 살아가는 주요식물과 동물들의 이야기부터 그 특수성에서 생존해가는 비밀들, 물이 부족한 사막에서 생물들이 생존할 수 있는 비결, 낮에는 덥고 밤에 추운 특성에 적응해가는 인간들의 지혜, 단봉낙타와 특이한 몸의, 사막 파충류 샌드피시 스킨크등 지식과 새로운 존재들을 만나가는 재미가 솔솔하다.

만화에서 느꼈던 재미가 사진으로 가득한 지식페이지로 이어지면서 다양한 상식들이 아이들의 뇌리에 스며들어 가는 듯 하다. 앞서 만났던 시리즈만큼이나 볼거리 즐길거리 공부할꺼리 들이 풍부한 이야기를 통해 사막의 모든것을 알게된 듯 참으로 풍성해지는 책이었다.

수학동아 7월호

수학동아 2011.7
수학동아 편집부 엮음 / 동아사이언스(잡지) / 2011년 6월

 
동아 사이언스 / 수학동아 / 청소년을 위한 수학잡지

세분화된 영역에서 사회적 이슈들을 발빠르게 만날수 있는것이 잡지인데요. 조금 더 지식화되고 확실한 영역들로 나누어진 사실만 다를뿐 아이들도 마찬가지네요, 우리집에서 과학잡지, 논술잡지에 이어 중학생이 되면서 새로이 만나고 있는 잡지가 동아사이언스의 수학동아랍니다.

 아, 어렵다에 이어 생활속에서 찾아낸  전문화된 수학적 지식들에 수학잡지는 이런것이구나 새삼스레  놀랬던 것이 수학동아를 만난 첫 느낌이었답니다. 두번째로 만나고 잇는 7월호의 내용들을 살펴보자면 먼저 비뚤삐뚤 이색 건축물에서 찾아낸 기하학이 화려한 화보들이 펼쳐집니다. 이어 마린보이 박태환선수를 키워낸 노민상 전 국가대표 감독으로 부터 듣는 수학과 과학으로 이루어진 수영훈련이 있었으며 완전한 수 6에 이어지는 행운의 수 7의 해부와 여름의 무더운 더위를 식혀주는 공포영화속 수학에 이르기까지 이번호도 역시나 우리의 실 생활속에서 찾아낸 수학적 논제들이 그득했습니다.

        


수학동아를 만나면서 가장 기대되면서도 놀라게 되는 사실들은 우리가 미쳐 인지하지 못했던 부분들에 수학적 공식들이 참 많이 적용되고 있다는 것이었습니다. 수영대회를 할때면 왜 우승 후보는 항상 4레인에서 뛰는 것일까와 같은 문제들이 그것이구요. 안전수치 6090을 넘기면서까지 여름만 되면 즐겨보는 공포영화들입니다.  거기엔 열심히 공부하며 이해하려해도 쉽게 풀어지지 않는 수학공식들이 무수히 많이 포진되어 있었습니다.  그 대표적인 것이 하이퍼큐브라 불리는 4차원 초입방체안에 사람들이 갇히면서 시작하는 영화 큐브가 있었는데 실제 그 영화는 수학자의 도움을 받아서 제작되었다네요

 



그리고 또 하나 디카가 생겨나면서 아이들에게도 더욱 친숙해진 카메라의 비밀입니다. 렌즈를 통과한 빛이 점에 모이는 위치인 초점과 렌즈 중심사이의 거리를 통해 영상을 만들어내는 카메라를 부를때면 1600만화소, 800만화소라고 하잖아요. 평소 무심히 넘겨버렸던 그 숫자들을 풀어주면서  조리개 값을 통해서는 실내 사진 잘 찍는 비법까지 들려줍니다. 아 그래서 이렇게 되는거구나,  너무도 전문화 된 지식들입니다. 그러한 이야기를 만날때마다 아이들의 수학적 식견은 넓어질 수 밖에 없었습니다. 





역사속에서 수학 퍼즐을 풀어가고 만화를 즐기면서 방정식을 만나고 영화 글러브 속에 담겨있던 프로야구 133경기의 비밀, 수학실험실과 영재캠프를 통해 만난  문제에 도전하다보면 수학적 호기심이 생겨납니다. 그리고 하나 더 이번호에선 특이했던 건 이과를 대표하고 있는 수학이 문과의 가장 대표적인 시를 만나고 있었다는 것입니다





수학에 관한 시를 쓰신 선생님과  아이들이 직접 쓴 시는 수학적 명제를 완전히 이해한 답안들이었습니다. 




이어 7월호 책 속 부록 math up을 살펴보자면  기획기사로서 여름방학 독서로 수학잡기가 보입니다.
본책이 시사성이 강했던 반면 부록에서는 좀 더 교과적이며 실질적인 도움이 되는 부분들이 짙었습니다.
전국 수학교사 모임 수학독서대회 추천 독서목록과 수학 독후감 어떻게 쓰나등 다가오는 여름방학에 아이들이 해야할 일들이 보입니다.




한달에 한번씩 만나는 잡지엔 단행본 책들 보다도 저렴한 가격으로 지금 당장에 꼭 필요한 다양한 내용들을 만날 수 있어 좋습니다. 그것이 바로 잡지를 만나야만 하는 매력이네요.  조금은 어렵고 힘든 공부가 되고있는 수학은 그냥 두면 점점 멀어질 수 밖에 없는데  수학동아는 지금 당장의 이슈들이 기사화 되는가하면 이어지는 내용들도 있고 기다려지는 스토리를 통해 아이들의 호기심을 자극하고 유혹합니다.

오늘 하나를 만나고 다음날 또 하나를 만나고 있는 아이들을 보면서   그렇게 꾸준히 만나다보면 어느새 훌쩍 수학이 재미있어지고 일상이 되어가지 않을까 기대를 하게 되네요.