소재, 인류와 만나다 (인간이 찾아내고 만들어온 모든 소재 이야기)

소재, 인류와 만나다 (인간이 찾아내고 만들어온 모든 소재 이야기)

$18.74
Description
돌, 흙, 철, 플라스틱……
인류가 이룩한 문명의 또 다른 주인공, 소재!
소재는 어떻게 세상을 재구성했나?
주위를 한번 둘러보자. 의식주의 기본적인 필요를 채워주는 물건부터 첨단 기기까지 다 ‘무엇’인가로 만들어져 있다. 우리는 평소에 이들을 그저 편하게 사용할 뿐 무엇으로 만든 것인지, 즉 소재가 무엇인지 거의 인식하지 못한다. 그 물건들이 부서지거나 작동하지 않을 때에야 ‘망가졌다’고 불평하며 겨우 관심을 줄 뿐이다. 그러나 제 역할을 다하며 묵묵히 자리를 지킨 소재가 없었다면 지금 우리가 아는 세상은 없었을 것이다. 소재는 인류 역사의 또 다른 주인공이 될 자격이 있다.
이 책은 인류 최초의 소재인 돌부터 도시 문명을 가능하게 한 청동, 로마 제국의 토대가 된 콘크리트와 유리, 산업혁명을 견인하며 소재의 맹주 자리에 오른 철강, 편리함과 환경오염이라는 양면성을 가진 플라스틱까지 소재의 시선으로 인류 역사를 되짚어 내려온다.
우연히 눈에 띄는 소재를 발견하여 쓰기 시작했던 아득히 먼 옛날부터 세상에 없던 소재를 직접 합성하여 쓰는 현재에 이르기까지 상상력과 역사적 사실, 과학적 근거 등을 최적의 비율로 조합해 재구성한 이 책은 2017년 한국대학교육협의회가 주최한 교양기초교육 우수교과목 공모전에서 자연 및 과학 부문에 선정된 ‘소재와 인류문명‘ 교안을 모체로 집필되었다.
저자

홍완식

서울대학교를졸업하고미국버클리소재캘리포니아대학교(U.C.Berkeley)에서재료공학으로박사학위를받았다.대학시절부터전공보다는잡학에더관심이많았다.다행히박사과정당시지도교수도비슷한성향을갖고있던덕분에,논문주제보다는세상만사를두루토론하는시간이훨씬더많았고,오히려그러한과정에서중요한연구아이디어를많이얻었다.
미국로렌스버클리국립연구소,삼성전자LCD사업부(현삼성디스플레이),세종대학교전자공학과를거쳐현재서울시립대학교신소재공학과에서학생들과부대끼고있다.오랜경험에입각하여학생들에게도잡학의중요성을설파하고있으며,전공과목과별도로아예통섭을표방한교양과목들을추가로강의하고있다.
2017년도에이책의모체가된교안‘소재와인류문명’이한국대학교육협의회가주최한교양기초교육우수교과목공모전에서자연및과학부문에선정되었다.

목차

책을내며

여는말소재와문명,서로를밀고끌다
토스터프로젝트│소재가제품의운명을결정한다
【더궁금한소재이야기】물질의구성과주기율표

1.돌은어떻게‘인류최초의소재’가되었나?
최초의인류에게가장절실했던것,‘날카로운모서리’│잘깨지면서,잘깨지지않는것?│
구석기재료공학의기원,돌의재질구분하기│구석기시대의최고발명품,좀돌날│
뗀석기에서간석기로:돌을갈아서사용하기까지5만년이나걸린이유
【더궁금한소재이야기】왜금속보다돌이먼저인간의눈에띄었을까?

2.금속의발견은인류를어떻게바꾸었나?
‘날카로운모서리’에서‘저장용기’로:흙을굽기시작한인류│석기시대의최첨단기술,토기와가마│
도대체가마속온도는어떻게알았을까?│금속의발견:자연상태에서인류가최초로만난금과철그리고구리│
금속의제련:돌속에갇힌금속을뽑아내다│연금술,금속을발견한이래인류를사로잡은꿈│
오늘날의현자의돌,촉매│진정한현자의돌이란?
【더궁금한소재이야기】금수저와흙수저:이온화경향

3.왜구리시대가아니고청동기시대일까?
구리와청동,맹물과소주만큼이나다르다│청동기시대의가장큰발명품,도시│청동기시대는왜그리금방저물었을까│
언더독의반란,청동기의몰락과철기의시작
【더궁금한소재이야기】청동과아이들:황동,백동,양은

4.왜도자기시대는따로없을까?
불을다룬다는것의의미:인류,에너지를다스리게되다│불에서태어난소재,세라믹스│
그시절도자기는금보다비쌌다!│숨쉬는그릇,옹기:소박한재료가만든최고의성능│
도자기전쟁│그들은왜조선으로돌아오지않았을까?│유럽에서큰인기를끈아리타자기│
도자기와일본의군국주의:자기수출로전쟁자금을조달하다
【더궁금한소재이야기】진흙의변신:말리는것과굽는것

5.콘크리트와유리는어떻게로마제국의토대가되었나?
대자연이준결정적힌트│모든길이로마로통할수있었던까닭:화산폭발과로만콘크리트│
유리의발견:모래는번개를타고│유리공예:소재를넘어예술이되다│플로트유리공법:건물에새옷을입히다│
유리가이루어낸서구문명의빛나는역사
【더궁금한소재이야기】유리가액체라고?

6.개똥도약에쓰려면귀하다!비료와화약
‘맬서스의덫’을끊어낸비료,인류를구하다│배설물의힘:일제가조선에하필‘비료공장’을지은이유│
뚜껑열리게하는법:산화반응과폭발현상│폭발물을안전하게:다이너마이트의탄생
【더궁금한소재이야기】다이너마이트와TNT

7.산업혁명의진정한주인공,철강
슈퍼맨과아이언맨이싸우면?│피그말리온의간절함으로이룬철의환골탈태│탄소의마술:연료가소재로변신하다│
면도날:알렉산더의또하나의무기│십자군원정과다마스쿠스칼:철제무기는어떻게세계질서를바꾸었나│
미신에서과학으로:산업혁명을견인한철강│대서양을사이에두고벌인1%의치열한경쟁│
주방에일어난혁명:깨끗하고반짝거리는나이프와포크
【더궁금한소재이야기】현미경,강철의비밀을풀다

8.아낌없이주는식물,섬유와수지
지푸라기의힘:섬유와수지가만들어준역사│앞치마가불타고있어요!:건망증이선물한인조섬유│
나무에서짜낸젖,고무│부뚜막위의고무:전쟁터를누비는전략물자가되다│딱딱한고무,에보나이트의탄생│
특허에울고웃고:또다른매킨토시이야기│타이어는둥글다:다시부엌으로?│
코끼리와거북이를살려라:셀룰로이드의출현│파크스와스필의도전:불굴의의지로만든자일로나이트
【더궁금한소재이야기】영화보다더영화같은셀룰로이드의역사

9.플라스틱은현대사회의표정을어떻게바꾸었나?
플라스틱?고분자?합성수지?│베이클랜드의베이클라이트:최초의100%합성소재│
석유가바꾼인류의삶과산업│고분자물질,‘호기심천국’화학자들이만든놀라운설계도│
‘정부고무’의탄생:제2차세계대전승리를위해합성고무를개발한미국│
나일론이라는마술:석탄과물과공기로만들어낸최초의인조섬유│페트병의끝없는변신|
"너무끈적거리는바람에”사람을살린아크릴수지│범접할수없었던소재,테플론│
테팔의등장:아내의말을새겨들었더니자다가떡이생겼다?│가문의영광이된고어텍스
【더궁금한소재이야기】열가소성,열경화성,탄성

닫는말소재가보여줄미래
철기시대이후의세상│소재가던지는묵직한질문

출판사 서평

|역사를바꾼소재,그리고소재가간직한이야기|

이책은인류역사를만든대표적인소재들을선정해각각의소재가인류와만나쓰임새를얻고발전을거듭하며우리가아는세상을만들어온과정을풍부한이야기와비유로재구성한다.돌,금속,청동,흙,콘크리트와유리,비료와화학,철강,섬유와수지,플라스틱이그주인공이다.저자는어학,역사,경제,영화,음악등실로다양한지식을곁들여여러각도로소재가걸어온길을조명한다.
돌,금속,청동,흙,콘크리트와유리(1장~5장)는인류가끼니를해결하고건축물을짓고도시를창조하며세상의틀을세우는이야기를,비료와화학,철강(6장~7장)은소재가인류를굶주림에서구해내는한편전쟁의승패와국가의흥망을좌우하며세계질서개편의주체가되는이야기를,섬유와수지,플라스틱(8장~9장)은인류가직접소재를합성하고만들며현대문명을쌓아올린이야기를품고있다.
소재들이간직한이야기를좀더깊이있게음미하기위한장치도이책곳곳에녹아있다.각장말미에별면으로배치된【더궁금한소재이야기】에는‘물질의구성과주기율표’,‘유리가액체라고?’,‘현미경,강철의비밀을풀다’등소재를이해하는데꼭알아야할내용뿐만아니라인류와소재를둘러싼흥미로운사실들을정리했다.한편이책에는다소많은주석이달려있는데,주석만살펴보면이책의‘장르’를짐작할수없을정도로그분야가다양하다.본문과관련된내용의노래가사를풀어내기도하고서술된내용이일어난당시의서울(경성)인구수가적혀있기도하다.이는단편적지식만으로는제대로이해하기어려운,‘소재’라는모티브가갖는연결성을강조하기위한저자의의도라할수있다.별면이나주석을건너뛰어도본문이해에는무리가없지만함께읽는다면이해의깊이가달라질것이다.

|극적만남의시작:돌을만나고불을다루다|

첫만남은우연이었을지도모른다.인류와소재얘기다.그러나우연히만난소재를잘관찰하여지식을얻고개선점을찾아내면서끈질기게발전을이루어내는모습에서우연을필연으로바꾸는인류의위대함을느낄수있다.
사냥을하거나열매를따서허기를채웠던최초의인류에게는단단하면서도날카로운모서리를가진도구가절실했다.사냥감을공격하려면충분히단단해야하고수확물을잘라나누려면날카로워야했기때문이다.그러려면잘깨지지않으면서도동시에날카롭게깨져야한다는모순되는조건을충족시켜야했다.인류는이러한성질을가진흑요석과수석(부싯돌)을찾아내구석기시대의‘맥가이버칼’인좀돌날을만들면서이문제를해결할수있었고돌은인류최초의소재라는타이틀을차지했다.
농업혁명이일어나고불을사용하면서도구의개념도바뀌었다.농사를지은후남는수확물을담아저장할용기가필요했고음식을익히려면뜨거운불위에서견딜수있어야했다.금속을발견하기전이었기에흙을굽는것외에는방법이없었다.높은온도에서구운토기일수록조직이치밀해져물이새지도,잘깨지지도않는것을알게된인류는자연을관찰하여불의온도를높이는방법을하나하나터득했고석기시대의최첨단기술인가마를만들었다.불을다루게된인류는암석깊이숨은금속을뽑아낼수있게되었고금속은청동,철등인류문명에중요한소재로발전을거듭했다.

|보잘것없던신분에서소재의제왕으로,철강|

인류의역사를소재로구분할때현재를철기시대라고한다.가장중요한소재로서철의위상을잘나타내는말이다.그러나철이처음부터귀한대접을받았던것은아니다.수요에비해턱없이부족한청동기를대신하기위해개발된초기의철은질감이푸석푸석하고녹도잘스는등품질이떨어져외면받던소재였다.그러나이리저리두드리고불에달구다보면철은놀랍게단단해졌다.비밀은탄소에있었다.정확한비율이나그원리는잘몰랐지만사람들은철에탄소가스며들면청동보다가볍고단단해진다는것을알아냈다.탄소의적정량이1%라는것을알아내기까지는3,000년가까운오랜시간이필요했지만인류는철을끈질기게달구고두드려마침내청동보다강한소재로탈바꿈시켰다.보잘것없던소재가인간의끈기와지혜에힘입어마침내소재의제왕으로등극한것이다.
세월이흘러철이단단해지는과학적원리가규명되었고이를응용하여대량생산이가능해지자기계,철도,교량등의재료로쓰이며철강의수요가폭발했고산업혁명을견인한주인공이되었다.우수하고값싼철강개발을둘러싸고베서머와켈리등과학자들은치열한특허전쟁을벌였다.철이야말로인간과소재가만나서로를밀고끌며발전을거듭하고역사의물줄기를바꾼대표적인사례라하겠다.

|만약불붙지않는필름소재가없었다면?|

이쯤해서너무나당연하게우리주변에존재하는소재에대해‘만약그소재가없었다면?’이라는질문을한번던져보자.영화는오랫동안많은사람이극장에모여감상하며즐겨온대표적인문화다.그런데하마터면우리가영화를보러극장에갈때마다방화복을챙겨가야했을지도모를사연이숨어있다.초기에필름으로사용된소재는셀룰로이드인데,이는당구공을만드는데쓰이던상아의대체제로개발된것이다.그런데셀룰로이드는불이잘붙는치명적인단점을갖고있었다.당구를칠때당구공이부딪히면폭음을내며불이붙기도했고영화상영도중화재를일으키기도했다.보관중이던뉴스필름이자연발화로소실되는일도있어미국에서는지금도셀룰로이드필름이위험물로분류되고이를취급하려면면허가필요하다.영화〈시네마천국〉을보면셀룰로이드필름을상영하던구식영사기가과열되면서필름에불이붙는장면이생생하게묘사된다.
이런이유로불이잘붙지않는셀룰로오스아세테이트로만든필름이보급될때이필름에는‘안전한필름(safetyfilm)’이라는이름이붙었다고한다.우리가좋은영화를떠올릴때흔히스타,명감독,감동적인스토리같은것을그이유로꼽지만무엇보다화재걱정없는필름소재의개발이야말로영화문화가존재할수있었던바탕이라는것을새삼실감하게되는대목이다.

|철기시대이후의세상:소재에길을묻다|

2020년말,과학학술지《네이처》는흥미로운연구결과를발표하였다.인간이만든인공물의총질량이2020년을기점으로자연에서만들어진생명체의총질량을넘어서게되었다는것이다.이렇게인공물이기하급수적으로증가하게된이유중하나는,자연에서소재를얻었던인류가현대에와서는소재자체를새롭게만들어내고있기때문이다.그중심에플라스틱이있다.
흔히플라스틱을20세기에세상의얼굴을바꾼기적의신소재라고한다.혹자는20세기를철기시대가아닌플라스틱시대라고도한다.이전까지자연에서채취한소재를분리하고정제하는데머무르던인류는물질의기본단위인분자를설계하고합성하여새로운소재를창출하는단계로들어섰다.플라스틱은희귀한소재를대체하여많은동식물의멸종을막고인류에게는편리함과풍요로운물질문명을가져다주었지만환경오염등생태계를위협하는문제를일으키는두얼굴의소재이기도하다.이는물질문명이낳는부작용제거라는또다른숙제를인류에게던져준다.
이숙제에대해서저자는소재에길을묻고답을찾아야한다고당부한다.아직미지의소재들이지금도끊임없이자신들을깨워세상의빛을보게해줄것을기다리며우리에게물음표를던지고있기때문이다.소재가만들어온변화의흐름을파악하면앞으로의방향을그려볼수있다는점에서이책이유용한가이드가되어줄것이다.