금속의 쓸모 : 귀하지만 쓸모없는, 쓸모없어도 중요한 유용하고 재미있고 위험한 금속의 세계사

표트르발치트

저자:표트르발치트
1975년모스크바에서태어났으며모스크바국립사범대학교에서생물학과화학을공부했다.과학교사이자출판사편집자,번역가로활동하며대중을위한과학도서를쓰고있다.

그림:빅토리야스테블레바
도서에들어갈삽화작업을하고창의적인액티비티북을만든다.영국의굿일러스트레이션에이전시와협업해다양한잡지와매체에그림을그리고있다.

역자:기도현
19세기러시아인텔리겐치아계층에대한흥미로러시아지역을공부하면서러시아민족주의에관심을가지게되었고도스토옙스키에매료되었다.유럽으로여행을하면서국가간정의에대한문제의식을지니고현재러시아에서국제정치학을공부하고있지만,문학과예술의가능성을더믿고있다.

감수:김경숙
20여년간학교에서과학을가르쳤으며현재고등학교화학교사로재직중이다.서울,경기지역과학교사들의연구모임신과람(신나는과학을만드는사람들)에서과학교육의대안을모색하고과학실험프로그램을개발하는활동에참여하고있다.모든사람을위한흥미로운과학교육의길을찾기위해열정을다하고있다.

들어가는말|세상에서금속이사라진다면?

제1장금속이란무엇일까?
금속의무게/금속의모양과상태/아이스크림전용숟가락/열과전기를전도하는안내자/(실험1)금속은전류가통할까?/(실험2)금속은또무엇을전도할까?/연성과광택·/초보자를위한원자물리학/지름이2,400km인분자/금속결합현상/금속광택의원리/새로운화학원소/아메리슘에서모스코븀으로/멘델레예프주기율표

제2장금속을어떻게찾아낼까?
연성의챔피언,금/화폐의지위를누리게된금/쓸모없음의중요함/문명의토대/석기시대의구리사용/구리제련/광물의단단한정도/새로운금속,청동/주석으로만든못/세계를하나로묶은주석/청동의시대/청동의도시브린디시/하늘에서떨어진돌덩이/철장식목걸이/고대인의금속추출기술/순수한철얻기/선철과슬래그/히타이트제철기술의비밀/강철의탄생/강철을더강하게만드는담금질/단접작업을한검/단접작업으로만든도구들/다마스쿠스강철/톱날같은이빨/다마스쿠스강철의발전

제3장금속산업은어떻게발전했을까?
아름다움의대가/부드러운납의효용/납중독과로마의몰락/용의피/금과은을정제하는수은/수은의독성/수은과고고학자의작업/연금술의유행/계몽주의시대의금속발견/금처럼대우받은알루미늄/위험한방사성원소/카메라오브스쿠라/방사능의발견/퀴리부부의공로/라듐의목적/인공적으로얻은금속/방사능의위험성/방사성물질의용도/우라늄을이용한방어/희귀한금속,희토류/넓게흩뿌려진희토류/촉매변환기에사용되는희토류/불안정성의섬/방사선의종류/(실험3)반감기란무엇일까?

제4장금속을어떻게얻을까?
붉은광석/금속매장지찾기/자기이상현상/광산에서용광로까지/새끼돼지철/철과다이아몬드의어우름/베서머용광로와마르탱용광로/금속을얻는여러가지방법/전기분해/해로운불순물/1600년동안녹슬지않는철기둥/금속불순물제거/초전도체/여러가지정제방법/존멜팅기법/증류방식/바냐듐양식/세균침출방식/(실험4)금속을어떻게증류할까?/변하지않은화학의기본원리

제5장금속을어떻게활용할까?
전기와자기유도/(실험5)자기력을어떻게확인할까?/전도체들의순위싸움/은으로전선을만들수없는이유/금으로만든부품/전기를발생시키는금속/이온화경향을이용한금속전지/(실험6)써모커플장치로전기를어떻게만들까?/써모커플의용도/자석을이용한전기생성/자석의작용/금속피로/(실험7)금속에변형력을계속가하면어떻게될까?/베릴륨을첨가한강철/비행기에쓰이는금속/형상기억합금/금속으로만든샐러드/특별한임무를띤인듐/(실험8)거울을어떻게만들까?/배기가스정화용촉매제/텅스텐으로만든윤활제/금속을재료로한안료/그림의색이변하는까닭/화려한마그네슘불꽃놀이/분수처럼퍼지는스파클러/(실험9)소금으로불꽃을어떻게만들까?

제6장금속을어떻게보호할까?
귀족금속/화산폭발을예측하는은포크/광석으로돌아가려는금속/(실험10)부식은어떻게진행될까?/도색에서도금까지/이온화경향에따른금속부식/허영심이부순요트/불순물첨가/블루잉강철/주석페스트/녹슬지않는알루미늄/알루미늄뱀파이어/헐렁한갑옷

제7장금속은우리삶에어떤영향을끼칠까?
우리몸속에있는금속/철분/칼슘/나트륨과칼륨/마그네슘/광물질을함유한물·/미량금속/바닷속비료/설명할수없는사랑/유독물질,중금속/스트론튬의위험성/길가의버섯들/뿌리껍질에쌓이는중금속/금속해독제

맺음말|금속의소중한쓸모에대하여
멘델레예프의원소주기율표

금속이사라지면지구에무슨일이일어날까?
물리·화학·역사로살펴보는위험하고도유용한,
수상하고도재미있는달콤살벌금속의쓸모들

어느날지구에서금속이사라졌을때

세상에서갑자기금속이사라지면무슨일이벌어질까?아침을먹으러주방에들어가면냄비와커피포트,수저와포크,가스레인지,냉장고,수도꼭지등이사라지고싱크대는나무뼈대만남아있을것이다.그광경을보게되면짐도챙기지말고집밖으로뛰쳐나가야한다.건물을지탱하는콘크리트속철근도모두사라져집이곧무너질지모르기때문이다.컴퓨터는플라스틱부품몇조각정도는남겠지만아마종이책은앞으로더볼수없을지도모른다.책을찍는인쇄기가바로금속으로만들어졌기때문이다.석기시대를다룬책은꼭보관해야한다.금속이사라지면자동차나기차같은탈것을포함해칼과가위,망치같은도구도사라질테니사람들은옛날처럼모든도구를다시돌이나나무로만들어야할지도모르기때문이다.

이뿐만이아니다.금속이사라지면사람을포함한동물과식물은단1초도살지못한다.칼슘이없어져치아와뼈는부서져가루가되고,철분이없으면혈액이몸전체에산소를운반할수없다.마그네슘이없는식물은광합성을할수없어서산소를내뿜지못한다.나아가우리가사는지구자체도사라질지모른다.지구의핵이바로철과니켈의합금으로되어있기때문이다.핵이사라지면핵이만들어내는지구자기장도사라지고,지구자기장이사라지면우주에서오는해로운우주방사선을막지못해지구는생명체가살수없는곳이되고만다.물론상상속가정일뿐이지만이러한가정은다시말해단단하고날카롭고차갑고죽어있는무생물이미지의대명사인금속이,부드럽고따뜻하며살아있는생명으로가득한이풍요로운지구에없어서는안될중요한요소라는것을역설적으로말해준다.

세상을단단하게빛낸과학문명의돌,금속

『금속의쓸모』는인류문명과함께발견되고또발전해온금속에대한흥미진진하고놀라운이야기를물리,화학,역사적맥락에서친절하고상세하게설명하는책이다.우리에게알려진118개의화학원소가운데94개는금속과준금속으로분류되며24개는비금속원소로분류된다.이세상은대부분금속으로이루어졌다고말할수있으며화학은그모든것이어떻게만들어지는지를알수있는학문이다.석기시대고대인에게금은너무물러서도끼나칼,낚싯바늘같은도구를만들기에부적합했는데,그다지쓸모가없었기때문에아이러니하게도화폐의가치를띠게되었다.철제련기술이발달하지않았던때고대인은오늘날최첨단제련기술로생산되는고강도니켈강철을어떻게얻을수었을까?하늘에서운석이떨어질때겉의불순물이연소되고운석내부의강철은미처다타지못하고땅에도달하는데,그렇게얻은니켈강철은고대인이가질수있는최첨단재료였다.

고대도시로마에는납으로만든수도관이깔려있었는데수돗물에녹아들어가는소량의납이시민들에게납중독을일으켰고그것이로마제국의멸망에영향을미쳤다는이야기도흥미롭다.18세기중반나폴레옹이측근들에게금대신선물할정도로알루미늄은아주값비싼금속이었지만대량생산기술이개발되면서가격이폭락했다.1854년1킬로그램에1200루블이던알루미늄가격은19세기말1루블까지가치가떨어졌으며,투기와노후자금목적으로알루미늄을사두었던귀족들은하루아침에큰재산을잃고말았다.

세상에쓸모없는금속은없다

금속을다루는일은고대부터현대에이르기까지언제나첨단산업을이끌어나간가장고도의기술이었다.청동의발견은모든초기고대문명의토대가되었으며역사적으로강력하게부상했던세력은늘금속을다루는기술을선점한민족이다.기원전18세기,운석이아닌광석에서철을뽑아내는법을최초로알아낸히타이트인은우수한제철기술을바탕으로강력한철제무기를만들었다.히타이트인은당시철을다루는일이얼마나중요한지알았기때문에철제련기술을철저히비밀에부쳤고,이집트파라오에게철로만든검을포함해철제선물을보낼때조차도제련기술을절대알려주지않았다.오늘날에도우주산업과반도체기술에활용되는금속기술은전세계선진국들이앞다퉈치열한기술경쟁을벌이는최첨단미래산업분야로주목받고있다.

금속은인간의삶을단순히더편리하게만들었을뿐만아니라지구의모든생명체가살아가는데꼭필요한물질이다.금속의쓸모는아주다양하며심지어인간에게그다지쓸모없는금속이라할지라도지구전체로본다면중요하지않은금속은하나도없다.이런금속을쓸모있고이로운방향으로활용하는것은금속과금속화합물의특성을얼마나잘알고있는지에달려있다.『금속의쓸모』는일상에서친숙하게접하는금속이야기를마중물로시작해과거부터현재까지,우리몸속에서지구내핵에이르기까지금속의발견과발전의과정,금속에대한지식을시공간을넘나드는흥미진진한일화로종횡무진엮어냈다.지구의탄생과문명의발전과정에서인류는금속을어떻게처음발견하게되었으며어떻게발전시켜왔는지,나아가미래의첨단산업에서금속을어떻게활용할수있을지에대한분석과전망까지담아낸이책은미래의첨단재료기술을공부하고자하는청소년에게든든한지식의보루가되어줄것이다.