우리 주변의 대단한 기술 대백과

우리 주변의 대단한 기술 대백과 - 넓고 얕은 대단한 과학기술지식
와쿠이 요시유키.와쿠이 사다미 지음, 이영란 옮김 / 성안당 / 2019년 3월

난  컴퓨터나 핸드폰 가전제품에 대한 작동원리를 알고 싶다.

컴퓨터가 고장나면 아무것도 못하고 컴퓨터 본체를 끌고 고치는데를 찾아 가는 것도 정말 지친다.

그래서 방문해서 고쳐주는 걸 하고 있기는 하는데 이거 고치면 이게 고장나고 저걸 고치면 저게 고장난다.

물리나 과학을 좋아하는데 기계치이니까 너무 답답하고 문맹인같다.

기계원시인같아서 이 책 저 책을 찾아 보고 인터넷을 찾아 봐도 잘 알려 주는데가 없다.

컴퓨터나 핸드폰에 대해서 공부하는 블로그가 있다고 해서 찾아 갔다가 광고배너만 엄청 깔렸다.

기계작동원리를 꼭 공부해서 혼자서 컴퓨터나 가전제품, 핸드폰에 어떤 문제가 생기면 알아채고 싶다.

나중에 자동차가 생기면 자동차의 작동원리도 알고 싶어서 이 책을 봤다.

우선은 컴퓨터에 대해서 아주 자세히 공부하고 싶다.

컴퓨터모니터는 어떻게 보이는건지 왜 처음 화면에 외국어글자같은게 깔리는건지,,그 글자들이 왜 움직이는건지,,본체와 어떻게 연결되어 있길래 작동하는건지,,본체의 구성품들은 뭔지,,모니터들의 부속품은 뭔지,,너무너무 알고 싶어서 이 책을 들게 되었다.

컴퓨터수리사장님은 혼자서 공부하면 된다고 하는데 사람들은 지식을 절대로 잘 안 가르쳐준다.

핸드폰의 부속품도 뭔지 궁금하고 어떻게 작동하는건지 세세하게 알고 싶었는데 이 책에 잘 나와 있다.

가전제품도 기계작동원리와 상통하는 뭔가가 있을 텐데 그걸 알면 응용할 수 있지 않을까라는 생각이  든다.

가전제품을 하나씩 사면 움직이게 하는 것부터가 난관이다.

엄마는 설명서를 안 보니까 on부터도 못하는 경우가 많다.

발명은 못해도 발명되어 있는 걸 잘 써보고는 싶다.

그게 문명의 혜택이다.

그리고 세탁기나, 제습기, 사이클론 청소기, 자판기, 파마약, 비행기, 비트코인의 작동원리도 전부 이 책안에 있다.

엘리베이터나 에스컬레이터의 작동원리도 이해가 되게 잘 나와 있다.

물리나 화학의 기본적인 원리들은 공부를 했었는데 기계는 궁금하지만 아직도 의문을 못 풀었다.

기본적인 원리와 기계원리를 연결시키지 못했는데 이 책을 보니까 내가 궁금해하는 기계작동원리가  사전식으로 있어서 보기 너무 편하다.

과학문명이 발달한 현대를 살아가는 우리는 수많은 제품과 건축물에 둘러싸여 생활한다. 대부분은 100년 전 생활에서는 생각지도 못했던 것들이다. 평소 주변에서 흔히 볼 수 있어 특별히 신기하다고 생각해 본 적은 없겟지만 그 원리나 제조 방법을 알게 되면 놀란다 고층 빌딩이 즐비한 지금은 건설 중인 빌딩 옥상에서 크레인이 움직이고 있어도 아무도 의문을 갖지 않는다. 자재를 들어 옮기는 크레인을 옥상까지 올리는  일은 누가 하고 프라모델을 만들 때 사용하는 순간 접착제는 어떻게 순식간에  붙은건지를 생각하기 시작하면 프라모델을 만드는 것보다 이 의문에 더 관심이 갈지도 모른다.  우리 주변 대부분의 사물은 30세기 과학 기술의 결정체이다. 전자기기나 신소재 등으로 분류되는 최근의 사물은 과거 100년 동안 이룩한 연구를 집대성한 것이기 때문에 난해한 것은 당연한 것이다. 이 책은 다양한 사물에 대한 의문을 그림으로 알기 쉽게 설명하고 있는 수수께끼 풀이책이다.  이 책은 그림만 보고도 구조나 원리를  한눈에 알 수 있도록 되어  있어서 어떻게 만들어졌는지 의문을 말끔히 해소될 수 있다.

세탁기의 원리는 세제와의 협업이다. 세탁기는 물의 움직임으로 옷의 때를 떼어 떨어뜨리므로 물에 녹는 때는 이 작용만으로도 잘 빠진다.  물에 녹지 않는 기름때는 세제의 힘을 빌린다.  세탁용 세제는 계면활성제로 되어 있다. 이것은 물에 녹는 친수성과 녹지 않는 친유성을 가진 가늘고 긴 분자로 되어 있다. 세탁조 안에서 물에 녹지 않는 기름때에 친유성 부분이 달려들어 친수성 부분을 물쪽으로 향하게 한다. 계면활성제로 둘러싸이면 물에 녹지 않는 기름때가 물에 녹는 형태로 모양이 바뀌므로 물에 흘려 보낼 수 있는 것이다. 세탁 방식은 와류식과 교반식, 드럼식이 있다. 와류식 사용국은 한국, 일본이고 특징은 주물러 빨기이다.  교반식 사용국은 미국이고 특징은 흔들어 빨기이다. 드럼식 사용국은 유럽이고 특징은 두드려 빨기이다.  액체 밸런스의 내부는 비어 있는데 여기에 들어 있는 무거운 액체가 세탁을 할 때 세탁조의 균형을 잡는 역할을 하고 있다. 균형이 맞을 때는 액체 밸런스의 액체가 원심력으로 균등하게 벽에 몰려 있다. 세탁물이 한쪽으로 치우치면 세탁물의 반대쪽으로 이동하여 세탁조의 균형을 맞춘다.

요즘 비트코인에 대한 얘기를 들었는데 도대체 무엇인지 모르겠는데 이 책에 나와 있어서 너무 좋았다.

비트코인은 우리나라에서도 2009년에 운용을 시작한 비트코인의 교환 가격은 0.7원이었는데 2017년 초겨울 2000만원까지 급등했다.

왜?

무슨 근거로?

비트코인은 2008년 사토시 나카모토라는 프로그래머가 인터넷에 공개한 논문이 출발점이었다.

목적은 국가로부터 독립된(탈중앙화된) 통화를 만드는 것으로 그 생각에 찬성한 전 세계 프로그램머들이 만들어 낸 것이 비트코인이다.

비트코인을 얻으려면 통상 거래소라고 하는 인터넷 사이트에 접속하여 전용 전자지갑인 월릿을 만든다.

만드는 절차는 은행의 인터넷 계좌를 만드는 것과 비슷하며 사용법도 간단하다.

스마트폰 등에서 전자화폐처럼 이용하면 된다.

그런데 이용 방법은 비슷해도 비트코인의 구조는 기존의 은행 시스템과는 크게 다르다.

은행에서는 센터에 서버를 설치하고 거래 기록을 일괄적으로 관리한다.

그에 반해 비트코인은 거래 기록을 인터넷에서 서로 공유한다.

비트코인의 구조를 지지하는 것이 블록체인이라는 알고리즘이다.

거래 기록을 블록에 저장하고 시간 순으로 연결하여 인터넷상의 컴퓨터끼리 공유한다.

이렇게 하면 데이터를 변조하기 어렵고 공유 처리 덕분에 시스템 장애도 일어나기 어렵다.

재미있는 점은 비트코인의 관리 방법이다.

국가가 관리하는 통화는 국가의 정책에 따라 통화의 양이 늘거나 준다.

이에 반해 비트코인은 공개된 알고리즘 안에서 통화량이 정해져 있다.

블록체인을 만드는 마이너에 대한 보수로서 정해진 양만큼 발행되기  때문이다.

관리자의 자의가 개입할 여지는 없다.

비트코인은 센터에 고가의 서버를 설치해야 하는 기존의 은행에 큰 위협이 되고 있다.

비트코인이 보급되면 고가의 서버를 유지, 관리해야 하는 현행의 은행 시스템은 도태될 것이다.

도태 안 될 것 같은데,,,,

비트코인은 금융혁명을 일으킬 가능성을 갖고 있다.

블록체인의 원리를 사용한 통화를 일반적으로 가상화폐라고 하는데 앞으로는 더욱 다양한 가상화폐가 다양한 분야에서 등장할 것이다.

인스턴트 라면은 1958년 일본에서 처음 나왔다.

일본에서 나온게 참 많은 것 같다.

믹스커피도 일본계 스위스사람이 만들었다고 했다.

라면이 처음 나오고 10년이 지난 다음 컵라면이 나왔다.

즉석에서 먹을 수 있는 간편함을 앞세워 전 세계적으로 폭발적인 인기를 얻었다.

컵라면은 재미있는 기술이 들어 있다.

컵라면에 사용된 가장 중요한 기술은 바로 면을 튀기는 것이다.

면을 튀기면 수분이 증발되어 저장이 가능하고 면의  알파화가 촉진되어 뜨거운 물을 부으면 3분에 먹을 수 있게 되는 것이다.

알파화란 녹말이 사람이 소화할 수 있는 상태로 바뀌는 것이다.

컵라면이 3분인 이유는 뭘까,,,,

1분에 먹을 수 있는 면도 만들면이 퍼져버리는 것이다.

그렇다고 해서 너무 오래 기다리게 하는 것도 안좋다.

인간공학적인 경험치로 봤을 때 너무  짧지도 너무 길지도  않은 딱 좋은 시간이 3분이라고 한다.

면은 왜 꼬불꼬불한 걸까,,,,

그 이유는 면을 그대로 튀기면 면끼리 불어버려 튀긴 후의 상태가 고르지 못하기 때문이다.

면을 꼬불거리게 하면 면 사이에 틈이 생겨서 균일하게 튀길 수 있다.

컵라면의 용기를 세로로 잘라 보면 면 아래쪽 부분에 빈 공간이 있으며 위쪽 면은 촘촘하고 아래쪽은 면이 성겨 있는 것을 알 수 있다.

그 이유는 이렇게 하지 않고 그냥 면을 용기에 넣어 3분 동안 방치하면 중심부까지 뜨거운 물의 열이 전달되지 않는다.

그래서 뜨거운 물이 대류하기 쉽도록 뜨거운 물이 고르게 퍼지도록 면 아래에 빈 공간을 만드는 것이다.

컵라면의 건더기에도 비밀이 있다.

1950년대 군대의 휴대용 식량으로 개발된 동결건조하는 기술이 바로 그것이다.

열처리를 하지 않아도 되므로 식재료의 풍미가 살아 있다.

컵라면에는 다양한 기술이 응축되어 있다.

지금은 튀기지 않는 논프라이 면이나 꼬불거리지 않는 스트레이트 면도 등장하는 날로 발전하고 있다.

심을 깍지 않고 사용할 수 있는 샤프펜슬이라는 이름은 일본의 가전업체 샤프의 창업자가 제품화한  것에서 유래한다.

사람들은 샤프펜슬을 줄여서 샤프라고 한다.

샤프펜슬은 영어로 되어 있어  서양에서 만들어진 줄 착각하는데 제품으로 처음 개발된 것은 일본이다.

샤프펜슬은 100년 전에 일본의 가전업체 샤프의 창업자인 하야카와 도쿠지 씨가 개발하고 이름을 붙인 것이다.

최초의 제품은 꼭지를 누르는 식이 아니라 회전식이었다고 한다.

꼭지를 누르는 방식이 개발된 것은 50년이 지난 1960년이었다고 한다.

지금은 1000원도 하지 않는 샤프펜슬도 있는데 실제로 그 원리는 아주 정교하다.

손가락으로 꼭지를 누르면 물림쇠가 심을 잡아서 앞으로 밀어낸다.

끝까지 누르면 물림쇠가 열리고 정해진 길이 이상으로는 심이 안 나온다.

그런 심오한  원리가 있었다니,,,,

꼭지가 되돌아갈 깨는 끝에 있는 고무로 된 물림쇠가 심을 잡고 있어서 심은 되돌아가지 않는다.

마찰력을 이용하여 심의 균형을 절묘하게 조절한다.

여담이지만 노크하면 나오는 찰칵찰칵하는 소리는 안에 있는 물림쇠링이 벽에 부딪혀 나는 소리이다.

물림쇠 링은 물림쇠의 움직임을 가드하여 심을 잡는 것을 도와준다.

이 링이 금속인 경우에는 듣기 좋은 소리가 난다.

샤프펜슬의 심은 발매 당시에는 직경이 1mm를 넘었다고 한다.

왜냐하면 보통의 연필심을 사용했기 때문이다.

연필심은 점토와 흑연으로 되어 있기 때문에 가늘게 만들기 어렵다.

하지만 지금의 샤프펜슬의 심을 보면 0.5mm보다 가는 것도 있다.

가는 샤프심은 플라스틱 수지와 흑연을 우너료로 사용한 심이 개발되었기 떄문에 가능해졌다.

가는 심을 모양을 만들어  구워서 굳히면 플라스틱이 탄소로 바뀌므로 탄소가 거의 100%인 단단한 심을 만들 수 있다.

같이 섞는 플라스틱이 양에 따라 심의 단단함이 결정된다.

한때 피부를 건강하게 태우는 것이 인기였지만 요즘은  하얀 피부가 인기가 많다.

유행은 정말 쉽게 바뀐다.

그래도 여름 날 바닷가에 어울리는 것은 시대를 막론하고 적당히 태운 갈색 피부일 것이다.

태양의 자외선에 지나치게 노출되면 피부가 손상된다.

이때 사용하는 것이 바로 선탠크림이다.

선탠크림을 발랐는데 전혀 타지 않았다는 얘기를 들어 봤다.

선크림과 혼동했기 때문이다.

탠이라는 단어가 들어 있는지 없는지에 따라 효과가 전혀 다르다.

선탠크림과 선크림의 차이를 이해하기 위해 먼저 태양으로부터 나오는 자외선의 성질을  알아 본다.

자외선이란 빛보다 파장이 짧은, 즉 에너지가 강한 전자파인데 성격에 따라 UV-A, UV-B, UV-C 세 종류가 있다.

C는 개기권에서 차단되어 지상에 도달하지 않기 때문에 일상생활에서 고려해야 할 것은  A와 B두 종류이다.

B는 파장이 더 짧고 강렬하며 유해하기 때문에 피부염을 일으킨다.

A는 파장이 길고 부드러워서 피부를 태운다.

건강한 갈색 피부는 태닝된 피부이다.

선탠크림은 B는 막고 A만 통과시키는 크림이다.

선크림은 A와 B를 둘 다 차단하는 크림으로 보통 자외선 차단제라고 한다.

선탠크림이나 선크림이라고 해도 제품에 따라 효능이 다르다.

그 효능을 분류한 것이 바로 SPF 나 PA로 표시되는 지표이다.

SPF는  UV-B, PA는 UV-A를 차단하는 효과를 나타낸 것이다.

SPF는 50까지의 수치로 PA는 +,++,+++,++++네 단계로 표시한다.

모두 수가 클수록 차단 효과가 크다.

바르는 방법에 따라 효과가 크게 달라지기도 하므로 설명서에 따라 꼼꼼히 바르는 것이 중요하다.

UV-A는 일 년 내내 내리쬔다.

구름이나 우리를 통과하기 때문에 흐린 날이나 실내에 있을 때에도 피부에 영향을 주므로 자외선에 약한 사람은 주의해야 한다.

이 책은 두고두고 보면서 궁금한 원리가 생기면 찾아 봐야 겠다.

원리설명 그림이 있어서 이해도 쉽고 재미있다.