12가지 신소재

세계사를 바꾼 12가지 신소재 - 문명의 기반이 된 '철'부터 미래를 이끌 '메타물질'까지!
사토 겐타로 지음, 송은애 옮김 / 북라이프 / 2019년 6월

<세계사를 바꾼 12가지 신소재>는 소재, 원자재가 얼마나 인류에 영향을 주었는지에 대한 소개입니다. 얼마전 미중간 무역전쟁에서 중국이 세계 생산량에 90%를 차지하고, 희토류소재가 첨단기기에 꼭 필요한 소재였기에, 미국의 수입관세를 높인다는 공세에 반격의 카드로 희토류수출금지를 고려해서 파장을 일으켰습니다. 그만큼 소재가 우리 삶에 차지하는 비중이 크다는 겁니다. 그리고 역사적으로, 새롭게 발견되는 재료중에, 역사의 발전에 크나큰 영향력을 미친 소재들이 많이 존재합니다. 몇몇의 소재는 바로 생산력을 증진시키시는 "속도결정단계"역활을 하기때문이라고 합니다. "속도결정단계"는 일종의 기술의 병목을 넓혀주는 역활을 새로운 신소재가 해준다는 의미입니다. 물론 엄청나게 많은 소재들이 존재를 할겁니다. 하지만 모두 역사를 변혁시킨 이야기를 가지지는 못할겁니다. 12가지 소재를 중심으로 역사이야기를 풀어가는 재미가 매우 흥미로운 책입니다.

저자 사토 겐타로는 일본에서 응용화학과 유기합성화학을 전공하고 제약회사에서 연구원으로 일합니다. 업무와 연관된 유기화학에 대한 글을 블로그에 많이 올렸고 그것이 유명해져서 일본의 대표적인 과학블로거가 되었습니다. 현재는 제약회사를 그만두고 전문 과학컬럼리스트로 활동하면서 저술작업을 합니다. 한국에도 <탄소문명>과 <세계사를 바꾼 10가지 약>이 번역출간이 되었습니다. 사람들이 관심있는 주제가 뭔지 아는 작가임을 전저작만 봐도 알수가 있습니다. 저자는 12가지 신소재로 금,도자기, 콜라겐, 철, 종이,탄산칼슘,비단,고무, 자석, 알루미늄,플라스틱,실리콘 등을 다룹니다.

처음으로 소개하는 소재는 '금'입니다. 금은 아마도 역사와함께한 욕망의 대상일겁니다. 금은 역사적으로 화폐로많이 사용됩니다. 금화라고 하면 최고의 지위일겁니다. 그래서 스페인과 포르투갈함대는 금을 찾아 남미를 침탈하고, 미국에서도 서부로 골드러쉬를 합니다. 금이 가치가 높다보니 연금술이 등장하기도 합니다. 다만 기술적으로는 그렇게 많이 쓰이진 않는 점이 신기합니다. 아마도 귀금속으로 많이 사용되다보니 비용때문에 사용이 쉽지 않을 수있습니다. 가장많이 사용되는 곳이 스마트폰기판에 평균 30mg가 사용되고 있습니다. 그 외에는 컴퓨터기판의 회로라인에 금을 사용하기에 일반 폐마더보드 한장에 6천원정도에 고물상에서 매수를 하였다고 합니다. 그러면 그 기판에서 금을뽑아내는 작업을 한다는 겁니다. 누구나 궁금할것이다 왜 사람들이 그리 금에 환장(?)을 하는지 그것에 대해 "반짝거림"때문 아닌가 주장합니다.

역사에 큰 영향을 미친 신소재에 "탄산칼슘"이 들어간다고 하면 누구나 의아할겁니다. 잘 들어보지 못한 사람들이 많습니다. 탄산칼슘은 시멘트의 원료라고 하면 그렇구나 하고, 분필, 치약, 햄과 소시지, 과자 등에 까지 사용된다고하면 어리둥절할 정도로 낯섬까지 느낄겁니다. 그래선지 저자는 탄산칼슘을 '천생배우'라고 합니다. 워낙 자유자재로 바뀐 모습으로 다양한 분야에 쓰임이 많이게 그리 붙입니다. 석회암이 대량의 탄산칼슘덩어리인거죠. 식량에도 매우 큰 비중이라합니다. 그것은 농사를 지을때 휴지기없이 농사를 지으면 토지는 산성화됩니다. 그런데 탄산칼슘을 농토에 뿌려주면 산성화를 막어준다는 겁니다. 사람들이 배불리 먹도록 큰 변혁을 이룬 요소가 탄산칼륨입니다. 역사에서 "모든 길은 로마로 통한다"고 소리가 있습니다. 로마의 길과 건물은 모두 대리석으로 만들어졌고, 이는 또한 탄산칼슘입니다.

보석중에도 탄산칼슘으로 된것이 있는데, 이것이 진주이고, 역사에도 클레오파트의 진주와 콜롬비아의 진주가 기록이 이야기와 함께 전해집니다.

반도체를 '전자산업의 쌀'이라고 합니다. 바로 반도체를 만드는 핵심이 '실리콘' 규소죠. 3차산업혁명의 핵심이고 4차산업혁명의 근간이라고 합니다. 반도체의 발전이 전자기기들을 마이크로화하는데 지대한 영향을 미칩니다. 이런 실리콘으로 반도체를 제조하는데 가장 큰 문제는 오염이라고 합니다. 그래서 반도체공정에는 온몸을 모두 감싸고 한개의 먼지도 용납하지않는 공간을 만들어서 생산을 하는 걸 볼수있습니다. 그 이유는 극소수의 오염만 되어서 규소의 성격이 변하기 때문입니다.

그외 고무의 산업이용은 가히 혁명적일겁니다. 책에서 쓰듯 고무가 없었으면 호날두 메시가 있겠으며, 고무가 없었으면 지금처럼 편하게 자동차를 탈수있었을까요. 고무가 없는 시대는 상상할 수도 없습니다. 자석은 고대중국에서는 의약품으로 사용했고, 나침반을 만들어서 대항해시대도 열었습니다. 모터에 들어가는 핵심 소재이고, 스피커에도 자석은 들어갑니다. 녹음테이프에도 자석은 사용됩니다. 1960년대에는 희토류에서도 자성을 띄는 물질이 발견되어 리튬이온밧데리로도 사용됩니다.

저자가 <세상을 변혁시킨 12가지 신소재>에는 소재가 등장한 이유와 역사적 이야기 그리고 관련 사용에 대해 재미있게 기술하고 있습니다. 그러면서 소재라는 것이 우리에게 어떤 모습인지 다시한번 인지하는 개기를 알려줍니다. 인류는 앞으로도 세상을 변혁할 소재의 발견과 사용으로 사람들이 좀더 놀라운 세상에 살수있도록 안내할거라는 생각도 들었습니다. 재료는 새로운 시대의 힘이라는 말에 의미의 방점을 두어집니다.