신소재 쫌 아는 10대 : 석기부터 나노까지, 소재로 쌓인 문명의 탑 - 과학 쫌 아는 십대 10

신소재 쫌 아는 10대 : 석기부터 나노까지, 소재로 쌓인 문명의 탑 - 과학 쫌 아는 십대 10

$13.00
Description
〈과학 쫌 아는 십대〉 시리즈의 10번째 책
나노재료화학 분야의 고수 장홍제 교수가 완벽하게 정리한 신소재의 모든 것
소재를 만드는 열쇠를 찾아,
그리고 신소재 발견의 꿈을 향해!

‘더 높은 단계로 도약하는 열띤 과학 토론의 장’ 풀빛의 청소년 교양 과학 시리즈 〈과학 쫌 아는 십대〉의 10번《신소재 쫌 아는 10대: 석기부터 나노까지, 소재로 쌓인 문명의 탑》이 출간되었다. 《물질 쫌 아는 10대》와 《원소 쫌 아는 10대》를 통해 화학의 기본기를 다지게 도왔던 장홍제 교수가 이번에는 화학이라는 토대 위에서 공학의 영역인 소재와 재료 개발이 이루어지는 다채로운 과정을 《신소재 쫌 아는 10대》를 통해 흥미롭게 펼쳐 보인다. 편리한 현대 문명은 이름도 익숙지 않은 수많은 소재가 이룩해 왔다 해도 과언이 아니다. 연필심이 휘어지는 디스플레이를 만들고, 모래가 전자기기의 핵심인 반도체가 되며, 평범한 광물로 알던 구조가 태양광 발전을 선도하고, 유기물이 뭉치고 또 뭉쳐져 플라스틱이라는 신소재를 만들어 냈다. 도대체 어떻게 이 많은 소재가 탄생하게 되었을까? 소재마다 쓰임이 다 다를까? 새로운 소재는 계속 만들어질 수 있나?
이 책은 소재와 관련한 무궁무진한 호기심에 화학이라는 언어로 차근차근 답한다. 책을 펼치면 정말 흔하게 찾아볼 수 있던 원소들이 물리적 그리고 화학적인 원리와 관계를 통해 전혀 새로운 물질로 바뀌는 놀라운 장면이 등장한다. 그러면서 독자를 화학과 일상, 화학과 공학의 교차로로 안내한다. 독자는 이제 신소재 개발로 향하는 탐험선의 탑승구 앞에 섰다. 화학의 무한한 가능성의 영역, 일상과 가장 밀접하게 존재하는 친밀한 화학의 탐험선에 탑승할 승객을 《신소재 쫌 아는 10대》가 기다린다.

저자

장홍제

저자:장홍제
한국과학기술원(KAIST)화학과를졸업하고,같은대학원화학과에서박사학위를받았습니다.조지아공과대학교연구원으로도활동했어요.지금은광운대학교화학과조교수로무기화학과나노화학을가르치고있습니다.다양한원소로이루어진나노물질설계와합성,그리고의약분야에대한응용연구에매진하던중원소와주기율표에매력을느껴그에관한글쓰기와강연을하고있습니다.온갖종류의원소들로물질을,입자를,소재를만들며놀고있습니다.
지은책으로《원소쫌아는10대》,《물질쫌아는10대》,《원소가뭐길래》,《진짜궁금했던원소질문30》(공저)등이있습니다.

그림:방상호
홍익대학교에서시각디자인을전공했어요.오랫동안책을기획하고그림을그리고디자인을했습니다.상상하고그리고만들고디자인하고책읽고글쓰고운동하면서어제와는또다른하루를만들려고합니다.
《전자기쫌아는10대》,《인공지능쫌아는10대》,《핵무기와국제정치쫌아는10대》,《최저임금쫌아는10대》,《사라진민주주의를찾아라》,《대중음악히치하이킹하기》,《싸우는인문학》등여러책에그림을그렸습니다.단행본외에도다양한매체에그림을그리고있습니다.

목차

<과학쫌아는십대>를펴내며
소재를만드는열쇠를찾아

1.원소에서물질을거쳐소재까지
무엇으로?보다는어떤식으로!
원자에서원소로,그리고물질로
소재란무엇일까?
신소재가바꿔온인류의역사
기준에따라소재를분류해보자

2.석탄보다유용한,다이아몬드보다가치있는탄소신소재
물질변화의당김쇠,연소와산화
진짜다이아몬드를확인하는방법
탄소로만들어진점:버크민스터풀러렌
점에서선으로:탄소나노튜브
다시흑연처럼2차원평면으로:그래핀
그래핀을넘어서,차세대신소재들

3.모래에서탄생한빛:반도체신소재
반도체란?
반도체의기본원리:에너지띠
반도체,어떻게만들어지고어떤소재를탄생시켰을까
이렇게나다양한첨단반도체신소재들
더작은세계,반도체양자점
반도체신소재의미래

4.익숙하지만낯선신소재:합금과세라믹
합금의기본:금속결합
왜합금을만들고어떻게구성되나
첨단합금신소재들
열적안정성,열처리,세라믹
태양광발전의시대를연페로브스카이트
저온?고온?상온?:초전도체이야기

5.고분자신소재와플라스틱
코끼리와상아를보호하기위해
플라스틱은왜사랑받는가?
열경화성플라스틱과열가소성플라스틱
바이오플라스틱
기능성플라스틱신소재들

6.나노과학과나노소재들
보이지않아도분명히있다
나노소재는가능성의영역
색,빛,그리고전자기
신소재로쌓아올리는신소재
나노신소재의활용분야
나노과학이후엔어떤시대가

신소재발견의꿈을향해

출판사 서평

1.인류의역사를만들어온소재를화학적으로파헤치다
소재는인간이의지를가지고물건을다루기시작하면서한번도인간과떨어진적이없던필수요건이었다.먼옛날그저단단하고날카롭기만을바라며돌을고르던순간부터지금까지이어져온소재에대한인류의경험과지식은,과학을만나원리를이해하면서알려지지않은새로운소재를탄생시켜왔다.날것그대로의암석을바탕으로이루어졌던석기문명은,구리(Cu)와주석(Sn)의합금이자기존에없던높은강도와안정성을보인청동이나타나면서역사속으로사라졌다.하지만청동기시대역시새롭게등장한철(Fe)이라는소재에의해쇠락하고만다.철기시대를열었던철은탄소가혼합되며‘강(steel)’이라는더욱강하고잘부러지지않는금속재료를탄생시켰고,계속된시도끝에크로뮴(Cr),망가니즈(Mn),니켈(Ni),몰리브데넘(Mo)등이첨가되어녹이슬지않는강인‘스테인리스강(stainlesssteel)’이탄생해일상적으로사용되기에이르렀다.
전쟁에쓰이는무기부터식량생산에직결되는농기구의제작에이르기까지소재의개발은사유재산,종교,문화,지배체제등사회전체구조와분위기를만들고바꾸는중요한견인차이다.그렇다면이다양한소재는누가어떻게만들고발견한것일까.《신소재쫌아는10대》는역사적으로문명의전환에계기가되었던중요한재료를소개하며,이것들이어떤화학적원리로탄생하고변화해새로운소재로쓰이게되었는지를하나하나소개한다.소재의단순한나열이아니라소재가탄생하는원리부터알려주는것이이책의미덕이다.

2.현대문명을이룩한다양한신소재들
배달음식이담겨져온그릇,목이말라편의점에들러산음료수의병,계산하려고꺼낸카드….우리의일상은플라스틱을빼고선유지하지힘들만큼플라스틱에많은것을의존하고있다.떨어뜨려도깨지지않고물에닿아도녹지않으며이렇게저렇게원하는대로모양을만들수있는플라스틱.플라스틱은현대사회를만들어낸신소재임에틀림없다.과연누가언제어떻게플라스틱이라는소재를개발했을까.지금은재활용이힘든탓에환경오염의주범으로골칫거리인플라스틱이지만,놀랍게도처음플라스틱을개발한이유는당구공제조에쓰이던상아를대체하기위해서였다.단단할뿐만아니라열에강하고닳지않으며탄성력까지뛰어난상아는19세기까지피아노건반,도장,단추,장신구등을만들때널리사용되면서수요가급증했고,이를충당하기위해코끼리포획이무분별하게이루어져코끼리를보호할필요성이생겼다.결국상아를대체하려는시도가이어졌고베이클라이트라는최초의합성수지가만들어지면서본격적인플라스틱의시대가열리게되었다.
다양한신소재의발견은플라스틱을개발하려는처음의좋은의도처럼,불편한것을편리하게,안전하지못한것을안전하게,속도가느린것을더빠르게,약한것을더강하게하려는목적에의해이루어졌다.단단하지만녹이슬어불편하기에이런저런금속을첨가해녹슬지않는철을탄생시켰고,필라멘트의짧은수명이반도체를발견하게한동력이었다.쉽게부서지지않고오래가는세라믹소재가일상을채우는도구로쓰이고,재생에너지에대한전지구적요구가태양광전지의소재를개발하게만든요인이되었다.이렇듯소재는인류의필요를반영하며끊임없이발전하고있으며,현대문명을이룩한다양한소재가무엇인지이책에담겨있다.석탄보다유용하고다이아몬드보다가치있는탄소신소재,모래에서탄생한반도체신소재,태양광발전의시대를연페로브스카이트와같은합금과세라믹소재,고분자신소재와플라스틱,나노소재등의면면이흥미롭게정리되어있다.

3.인류의발전에기여할새로운소재발견의꿈을향해
처음의도와달리환경오염의주범으로지목되는플라스틱.그렇다면멈춰야할까.연구자들의노력은재활용이가능하고폐기가용이한안전한플라스틱소재의개발에향해있다.지금까지는생활을더욱편리하고더화려하게만드는데초점이맞춰진신소재개발이었다면앞으로는편리함이상의가치를실현하는신소재개발이더욱중요한때다.재생에너지상용이가능하도록,환경에위해가되지않도록,안전한공동체생활이가능하도록만드는신소재의개발.이런중차대한목표를향해우리모두가노력하도록《신소재쫌아는10대》는소재의무한한가능성과화학의원리를소개한다.우리앞에놓인현실적고민을해결하기위해이책을펼쳐보기를제안한다.


◇더높은단계로도약하는열띤과학토론의장<과학쫌아는십대>
<과학쫌아는십대>가10권출간에이르렀다.오랜기획은물론정성들인집필과편집으로2019년1월부터출간을시작해지금에이르렀다.‘2015개정교육과정’은자주적이고창의적이며더불어사는인간상을추구한다.그가치관아래교과별핵심개념과원리를중심에두고인문?사회?과학기술에대한기초소양교육을강화하면서교과간통합과융합교육을하는데초점을맞추고있다.미래형인재를만들려는이런교육의흐름에맞춰,풀빛은지식의양보다는핵심이되는개념을선별하고그것이어떤원리로이루어져있고어떻게적용할수있는지를또렷이알게하는청소년용과학시리즈를기획하였다.핵심과원리,그리고적용이라는삼박자에질문과토론을유도하는인문학적고찰은중학생독자와현장교사,학부모들이원하는바이자과학공부에대해<과학쫌아는십대>시리즈가목표하는분명한방향이다.
지금까지첨단과학기술인인공지능의실체를현실의문제들과접목해조목조목해부한01번《인공지능쫌아는10대》를시작으로,다채로운성분으로가득한세상의본질을탐구한02번《물질쫌아는10대》,일상에서쉽게행하는여덟가지소비를통해환경문제를파헤친03번《환경과생태쫌아는10대》가출간되면서<과학쫌아는십대>시리즈는과학적지식을우리삶과연결하는적극적노력을선보였다.이후우주탄생론을흥미롭게정리한04번《빅뱅쫌아는10대》와문명을일구고다지는데기여한빛의세계를담은05번《빛쫌아는10대》,세상을이루는가장기본이되는원소를문명사와연결한06번《원소쫌아는10대》는지구과학,물리,화학분야를대표하는키워드를중심삼아과학저변을소개하였다.다음으로블랙홀과중력파에이르기까지중력의모든것을소개한07번《중력쫌아는10대》,늘주변에있지만가치를알지못했던전자기파의실체와원인그리고활용방안에대해설명한08번《전자기쫌아는10대》가연달아출간되며독자가물리학의지평을넓힐수있도록도왔다.기후위기가왜도래했는지과학적으로설명하고기후정의의차원에서이를극복하는방안을설명하는09번《기후변화쫌아는10대》는긴박한지구위기의해법을제안한다.소재를통해원소라는화학의기초가어떻게기술공학으로탄생하는지를흥미롭게설명한《신소재쫌아는10대》가10번을장식했다.앞으로《바이러스쫌아는10대》,《지진쫌아는10대》,《유전자쫌아는10대》등<과학쫌아는십대>시리즈는계속된다.
미래지향적인현실소재에서부터기초과학의토대가되는핵심개념까지<과학쫌아는십대>는전방위로과학을아우른다.이런지식들을단순히정보를앞세워기술하기보다원리는무엇이고어떻게적용을하며,해결되지않은과학적문제는무엇이고야기하는쟁점은무엇인지,결과적으로우리가그것을어떻게받아들여해석하고이해해야하는지를대단히입체적으로다루는것이이시리즈의특징이다.중학생조카를앞에두고친밀하게이야기를건네듯,<과학쫌아는십대>는십대의눈높이에맞춰가장친절하고가장쉬운설명이핵심이다.거기에내용을풍성하게하는사진자료와핵심을파고들되위트로무장한삽화로처음부터끝까지호기심을잃지않고완독할수있게하는매력을갖추고있다.작은부분도놓치지않고10대를위해내용과형식에정성을다한<과학쫌아는십대>를친구처럼곁에두기를제안한다.