세계사를 바꾼 화학 이야기 2 (자본주의부터 세계대전까지 | 개정판)

▣ 프랑스 정원사 조제프 모니에가 철근과 콘크리트의 장점을 결합해 만든
최강 건축 재료 ‘철근 콘크리트’가 세계 건축사를 바꾸다

1867년, 화학 원리를 응용하여 ‘철근 콘크리트’를 개발하고 실용화하는 데 성공함으로써 19세기 말부터 20세기 초 무렵 건축 패러다임을 변화시키고 세계사를 바꾼 인물이 있다. 놀랍게도 그는 과학자도 공학자도 건축가도 아닌 정원사였다. 프랑스인 조제프 모니에가 바로 그다. 모니에는 어떻게 혁신 제품 ‘철근 콘크리트’를 개발했을까?
당시 유럽을 비롯한 많은 나라에서 화분은 주로 전통적인 도기로 만들어졌다. 그러다가 신소재 콘크리트를 이용해 만든 화분이 등장해 팔리고 사용되기 시작했다. 그런데 이 신제품에는 한두 가지 치명적인 결점이 있었다. 바로 ‘너무 무겁고 쉽게 깨진다’는 점이었다.
모니에는 콘크리트 화분의 결점을 보완할 방법을, 즉 화분의 두께를 줄여 가볍게 하면서 동시에 강도를 높일 방법을 모색했다. 그야말로 ‘두 마리 토끼’를 잡는 것이 목표였으니 그 과정이 녹록할 리가 없었다. 많은 궁리와 노력 끝에 그가 고안한 아이디어는 철근과 콘크리트를 결합시키는 방법, 즉 철망(철근)에 콘크리트를 흘려 넣어 만드는 방법이었다. 이는 철근과 콘크리트가 지닌 기본 속성을 명확히 이해하지 못하면 나올 수 없는 획기적인 아이디어였다. 그 기본 속성이란 뭘까? 콘크리트는 압축에 강한 반면 잡아당기는 힘에는 약하다. 반대로 철은 압축하면 쉽게 휘어져 버리지만 잡아당기는 힘에는 강하다. 이 두 가지 속성이 결합되어 탄생한 모니에의 ‘철근 콘크리트 화분’은 역시 예상대로 비교적 가벼우면서도 매우 단단했다. 조제프 모니에는 그것을 파리 만국박람회에 출품해 큰 호평과 찬사를 받았으며 1867년 특허도 취득했다.
그때로부터 20여 년의 세월이 지난 1885년, 조제프 모니에가 개발한 ‘철근 콘크리트’가 날개를 달고 본격적으로 날아오르기 시작하는 결정적인 계기를 맞게 된다. 독일 건축가 구스타프 아돌프 바이스가 모니에에게 200만 마르크라는 막대한 비용을 지불하고 ‘철근 콘크리트’ 특허를 사들인 이후 벌어진 상황이었다. 이미 하중시험 등을 통해 철근 콘크리트의 성능을 높게 평가한 바이스는 이 공법을 빌딩ㆍ교량 등 대규모 건설에 폭넓게 활용하며 새로운 건축 붐을 주도해 나갔다.
철근 콘크리트 공법이 비약적으로 발전하던 그 무렵 요하네스 브람스, 안톤 브루크너 등이 주도하는 낭만주의 음악이 선풍적인 인기를 끌었으며 오케스트라 구성도 대규모가 되었다. 여기에 더해 루트비히 판 베토벤은 음악을 귀족과 교회로부터 해방시켜 누구나 즐길 수 있는 예술로 만들었다. 그 결과 일반 대중이 너도나도 콘서트장을 찾게 되면서 대규모 콘서트홀을 건설하는 일이 뚜렷한 시대 흐름으로 자리 잡아가고 있었다. 이를 가능하게 한 것이 바로 ‘철근 콘크리트 공법’이었다.
철근 콘크리트 공법이 전 세계적으로 주목받게 된 결정적인 계기가 있었다. 미국 샌프란시스코에서 대지진이 발생한 1906년의 일이다. 리히터 규모 7.8의 강진으로, 2만 명에 가까운 사망자를 냈으며 당시 샌프란시스코 인구 40만 명의 약 3분의 2에 달하는 25만여 명이 집을 잃을 정도의 대참사였다. 한데 놀랍게도 당시 샌프란시스코 어느 거리의 폐허가 된 곳에 있는 창고만 무너지지 않고 버티고 서 있는 것이 발견되었고, 그 소식이 전 세계로 퍼져 나갔다. 이 창고가 철근 콘크리트로 지어진 건물이었음을 말할 나위도 없다.

▣ 아일랜드 수의사 존 보이드 던롭이 아들의 자전거 경주 준비를 돕다가
우연히 발명한 도구 ‘공기를 채운 타이어’가 자동차 사회를 앞당기고
세계사를 바꾸다

오늘날의 자동차 사회를 지탱하는 주춧돌 격인 ‘공기를 채운 타이어’를 발명하고 상용화하는 데 성공함으로써 세계사를 바꾼 의외의 인물이 있다. 존 보이드 던롭으로, 그는 과학자나 공학자가 아닌 아일랜드 출신 수의사였다. 그는 어떻게 ‘공기를 채운 타이어’라는, 시대를 바꾸고 세계사를 바꾸는 혁신 제품을 개발할 수 있었을까?
던롭은 딜레마에 빠져 있었다. 당시 열 살이던 아들의 자전거 경주 대회 참가 준비를 돕는 과정에 발생한 상황이었다. 나무 바퀴에 고무 막대를 붙여서 만든 자전거 바퀴의 고무가 닳아서 끊어지고 만 탓이었다. 난감한 문제를 해결할 묘책을 궁리하던 던롭의 머릿속에 갑자기 쌈박한 아이디어가 떠올랐다. ‘그렇지! 예전에 내가 치료한 적 있는 어느 동물의 배가 팽팽하게 부풀어 몸이 팽창했었지? 그런 식으로 공기를 불어 넣어 팽팽해진 고무 튜브를 바퀴에 붙이면 되지 않을까?’ 그는 지체 없이 그 아이디어를 실행에 옮겼다. 바람이 잔뜩 들어가 팽팽해진 고무 튜브를 나무 바퀴 바깥쪽에 도넛 모양으로 붙여본 것이다.
이렇게 탄생한 ‘공기를 채운 고무 타이어’는 던롭의 아들에게는 자전거 경주 대회 우승 트로피를, 던롭에게는 특허와 함께 엄청난 부와 명예를 선사해주었으며, 오늘날의 자동차 사회를 지탱하는 주춧돌이 되었다. 이는 아일랜드 수의사 존 보이드 던롭이 자신의 동물 치료 경험을 바탕으로 아들의 자전거 경주 대회 참가를 돕고자 바퀴 문제를 해결하기 위해 궁리하던 중 일어난 ‘세렌디피티’이자 세계사의 물줄기를 바꾼 흥미진진한 일화다.

▣ 영국의 세균학자 알렉산더 플레밍이 우연히 발견한 ‘푸른 곰팡이’가
인류의 평균 수명을 획기적으로 늘리며 세계사를 바꾸다

‘우연한 생물학적 발견과 발명’으로 인류사의 난제 중 난제였던 ‘높은 영유아 사망률’을 획기적으로 낮추고 세계인의 평균 수명을 크게 늘리는 데 공헌한 인물이 있다. 영국 세균학자 알렉산더 플레밍이 바로 그 주인공이다. 플레밍은 어떻게 그런 위대한 업적을 남길 수 있었을까?
1928년, 알렉산더 플레밍은 런던 세인트메리병원에서 세균학자로 근무하고 있었다. 그 무렵 그는 한천 배지를 많이 만들어 황색포도상구균(감기에 걸렸을 때 콧물이 노래지는 원인이 되는 균과 같은 부류)을 샬레에 배양하고 있었다. 그러던 중 그는 여름휴가를 가게 되었는데, 휴가 기간 동안 다른 연구자에게 연구실을 빌려주기 위해 정리하느라 그 샬레들을 그늘진 구석으로 치워두었다. 그런데 그중에는 급하게 치우느라 미처 뚜껑을 덮지 못한 샬레도 몇 개 있었다.
긴 휴가를 마치고 병원으로 돌아온 플레밍은 배지에 푸른곰팡이가 생긴 샬레를 발견했다. 그는 다시 황색포도상구균을 배양하기 위해 소독을 하려고 했다. 그도 그럴 것이 푸른곰팡이가 생긴 이상 순수 배양은 실패한 것으로 볼 수밖에 없었기 때문이다.
플레밍의 머릿속에 어떤 생각이 번뜩인 것은 바로 그때였다. 그는 푸른곰팡이가 생긴 샬레를 자세히 살펴보았다. 놀랍게도 푸른곰팡이가 번식한 곳 주변의 포도상구균이 죽어서 배지가 투명해져 있었다. 플레밍은 그 푸른곰팡이가 세균의 성장을 억제하는 물질을 배출한다는 사실을 간파했다. 그는 한시도 지체하지 않고 푸른곰팡이 연구와 배양에 착수했다. 이후 플레밍은 그 푸른곰팡이가 생산하는 미지의 물질을 ‘페니실린’으로 명명했다. 그는 또 푸른곰팡이의 배양액을 여과한 물질이 세균을 죽인다는 사실을 밝혀냈다. 이 공로를 인정받아 플레밍은 1945년 노벨 생리학ㆍ의학상을 수상했다.
알렉산더 플레밍에게 영예를 안겨주고 세계 의학사의 물줄기를 바꾼 그 푸른곰팡이는 어디서 날아왔을까? 그의 연구실에서 공기를 타고 올라와 샬레에 들어간 것으로 추정된다. 이렇듯 그야말로 우연히 발견된 푸른곰팡이와 페니실린 등의 항생물질이 1900년대에 31세였던 세계인의 평균 수명을 오늘날 73세 정도까지 획기적으로 늘려놓았으니 세계 의학사는 물론이고 세계사 그 자체를 크게 바꾸었다고 해도 지나치지 않을 것이다.

‘밀폐 보존 용기’와 ‘통조림’ㆍ‘포틀랜드시멘트’ㆍ‘코카콜라’ㆍ인조 견직물 ‘레이온’ㆍ‘유기유리’ㆍ‘성능이 향상된 휘발유’ 등 최첨단 문명을 꽃피우고 세계사의 물줄기를 바꾼 물질의 중심에 ‘화학’이 있었다

교보문고 65주 연속 역사 분야 베스트셀러(『세계사를 바꾼 10가지 약』), 교보문고 ‘2019년을 빛낸 역사책 100권’ 1위(『세계사를 바꾼 13가지 식물』), 2021년 교육청 학생교육문화원 추천도서(『세계사를 바꾼 37가지 물고기 이야기』), 행복한 아침독서 추천도서(『세계사를 바꾼 10가지 약』『세계사를 바꾼 13가지 식물』『세계사를 바꾼 37가지 물고기 이야기』『세계사를 바꾼 10가지 감염병』), 학교도서관저널 추천도서(『세계사를 바꾼 13가지 식물』『세계사를 바꾼 37가지 물고기 이야기), 교보문고 CEO를 위한 북모닝도서(『세계사를 바꾼 13가지 식물』『세계사를 바꾼 37가지 물고기 이야기』『세계사를 바꾼 10가지 감염병』『세계사를 바꾼 커피 이야기』『세계사를 바꾼 화학 이야기 ─ 우주 탄생부터 산업혁명까지』) 등 주요 온 · 오프라인서점에서 베스트&스테디셀러로 자리 잡고 꾸준히 판매되며 내용과 가치 면에서도 인정받은 ‘세계사를 바꾼’ 시리즈. 『세계사를 바꾼 화학 이야기 2 - 자본주의부터 세계대전까지』가 그 연장선에서 출간되었다.
이 책의 시대 배경은 19~20세기로, 자본주의가 고도로 발전하고 제국주의가 횡행하는 와중에 세계 열강의 끝간 데를 모르는 욕망이 서로 충돌하다가 종국에 제1ㆍ2차 세계대전으로 확대되는 격동의 시기였다.
이 책에는 인류가 수천 년간 해결하지 못한 식품 장기 보존 문제를 해결하여 세계 전쟁사를 바꾼 프랑스 요리사 아페르의 ‘밀폐 보존 용기’와 영국 발명가 듀란드의 ‘통조림’ 발명 이야기에서부터 영국의 ‘로켓 개발 실패’가 초강대국 미국 탄생의 원동력이 된 아이러니한 이야기, 현대 문명을 상징하는 고층빌딩 건설을 가능케 하는 영국 벽돌공 조지프 애스프딘의 ‘포틀랜드시멘트’ 발명 이야기, 산모에게 치명적인 산욕열의 원인을 밝혀내 많은 이들의 목숨을 구하고도 강제로 정신병원에 입원해 학대받다가 비참하게 죽은 헝가리 의사 겸 과학자 제멜바이스의 가슴 아픈 이야기, 19세기 중반 무렵 발명된 초기 냉장고ㆍ냉동고의 냉매로 ‘독가스’가 사용된 섬뜩한 이야기, 20세기 초반에 엄격히 시행된 ‘금주법’이 ‘코카콜라 제국’의 버팀목이 된 이야기, 평범한 일하는 여성의