스스로 ‘나노 모터’와 태양 에너지 ‘분자 모터’

미래가 온다, 나노봇 ㅣ 와이즈만 미래과학 2
김성화.권수진 지음, 김영수 그림 / 와이즈만BOOKs(와이즈만북스) / 2019년 5월

스스로 ‘나노 모터’와 태양 에너지 ‘분자 모터’

[서평] 『미래가 온다, 나노봇』(김성화, 권수진 글, 김영수 그림, 와이즈만BOOKS, 2019. 05.02)

아이들이 좋아하는 만화 같은 책. 그러나 전혀 어려운 용어는 들어있지 않은 책. 자연과학자의 눈으로 설명한 나노의 세상이 책에 담겼다. 저자는 다음과 같이 책에 적었다. 『미래가 온다, 나노봇』은 흥미롭게 시작한다. “잠깐 쉬려고 멈추면 자전거가 의자로 변신한다……. 나노봇 군단이 몰려오고 있어!”

나노세계에 걸맞게 개념을 동적으로 설명한 부분들이 많았다. “1나노미터는 너의 손톱이 1초 동안 자라는 길이야. 째깍째깍 1초마다 너의 손톱에 원자가 10개씩 늘어나고 있어!” 책의 내용을 보자면 하나의 나노 영웅전과 같다. 탐침으로 원자를 한 번에 하나씩 옮기는 방법은 매우 신기하다. 이러한 나노 세계에서는 모든 일이 초, 초, 초고속 카메라로 촬영하는 것처럼 빠른 속도로 일어난다. 현실 세계에서 눈을 한 번 깜빡일 동안 나노 세계에서는 눈을 4천만 번 깜박거리게 되는 것이다. 분자 세계에서는 모든 일이 상상할 수 없는 속도로 빠르게 일어나며 알 수 없는 힘으로 서로서로 빠른 속도로 결합한다.

이러한 결합에 대해 작가는 아이들의 눈높이에 맞춰 쉽게 설명을 했다. “풀도 없고 가위도 없는데, 분자들이 어떻게 척척 자르고, 잇고, 붙이고, 접히고, 구부러져 우리 몸속에서 그렇게 멋진 단백질을 만들까?” 여기서 분자 기계에 대한 개념이 다시 설명된다. 점점 더 많은 과학자들이 분자 기계를 꿈꾸고 있는데, 자연에 정말로 그런 기계가 있기 때문이다. 그 기계는 단백질이라고 말이다.

아이들의 용어를 토대로 묘사한 분자 세계

500년 전에 레오나르도 다빈치는 새를 관찰하며 하늘을 나는 기계를 꿈꾸었다. 과학자들은 이제 세포를 보며 단백질을 닮은 분자 조립 기계를 꿈꾸고 있다. 놀랍게도 과학자들이 분자들의 능력을 이용하여 속속 분자 기계의 부품들을 만드는 데 성공하고 있다. 어떤 과학자는 원자 78개를 가지고 화학 반응을 일으키며 스스로 나아가는 나노 모터를 만들었다. 어떤 과학자는 원자 58개를 가지고 태양 에너지로 움직이는 분자 모터를 만들었다. 숫자는 매우 작지만 많이 모일 경우 얼마든지 커다란 일을 할 수 있다.

책은 이야기 형식으로 분자기계의 유래까지 설명했다. 생물학적인 이해를 바탕으로 아이들에게 눈높이를 맞췄다. 가령 “분자가 어떻게 배열되는지에 따라 색깔이 있고 없고, 흐물흐물하고 단단하고, 부드럽고 뻣뻣하고, 냄새가 고약하고 향긋하고, 매끄럽고 거칠거칠한 뭔가가 돼.”라는 부분은 아이들이 따라 읽으며 웃음을 지을 정도다. 또한 “밥과 나일론, 종이와 비닐, 세제와 플라스틱의 원료가 거의 같아.”라는 설명처럼 개념적으로도 쉽게 그림을 그려 첨부했다.

책은 현재의 개발 정도뿐 아니라 미래의 모습도 서술했다. 나노봇이 나쁜 사람들의 손에 들어가거나 전쟁 무기로 쓰일 수 있다는 부분, 스스로 복제할 수 있는 나노봇이 돌연변이를 일으키고, 인간의 통제력을 벗어나 무한대로 증식한다는 부분. 중간에 약간 오류와 같은 부분이 있었다. “그런데 원자마다 성격이 하늘과 땅 차이야. 수소는 훨훨 날아다니고, 금은 반짝거리고, 황은 고약한 냄새를 풍겨. 알루미늄은 물렁하고, 철은 무겁고 단단해!’ 이 설명은 원자가 아닌 분자의 특징을 설명했다고 보아야 옳다. 이외 전반적으로 과학을 쉽게 설명하려 애쓴 노력이 있었고, 그렇기에 아이들이 쉬이 책을 통해 새로운 미래를 접할 수 있을 것이라 본다.