사소한 것들의 과학

사소한 것들의 과학

 

영국 유니버시티 칼리지 런던의 기계공학과 교수인 마크 미오도닉의 저서. 재료공학을 전공한 공학자답게 재료에 관한 이야기를 과학, 역사, 문화의 관점에서 들여다 보고 있다. 재료공학은 현대과학에서 중요한 위치를 차지한다. 재료의 다양성과 새로운 재료의 발견과 개발, 재료의 활용에 있어 재료공학은 일반 사람들이 생각하지 못하는 분야지만 인류의 문명을 개척, 개발하는 선두에 서 있다고 볼 수 있다.

이 책은 재료공학이 무엇인지 잘 모르는 평범한 사람들을 위해 쉽게 쓴 재료공학 해설서라고 볼 수 있다. 교양과학분야에 해당하므로 책의 내용이 전문적이거나 깊이가 있는 것은 아니지만 과학상식을 배우고 이해하기에는 적절한 수준으로 기술되어 있다. 이 책에서는 모두 열 개의 재료를 다루고 있는데, 각각의 재료만으로도 한 권의 책이 나오겠지만, 여기서는 비교적 간략하게 정리되어 있다.

 

1장 불굴의: 강철steel

2장 미더운: 종이paper

3장 기초적인: 콘크리트concrete

4장 맛있는: 초콜릿chocolate

5장 경탄할 만한: 거품foam

6장 상상력이 풍부한: 플라스틱plastic

7장 보이지 않는: 유리glass

8장 부서지지 않는: 흑연graphite

9장 세련된: 자기porcelain

10장 불멸의: 생체재료implant

다행히 여기서 설명하는 재료들 가운데 서너 가지를 빼고는 재료의 역사나 재료의 문화사적 의미를 어느 정도는 알고 있어서인지 어렵지 않게 이해할 수 있었다. 다만 각 재료들의 과학적 분석은 흥미롭게 읽었다. 미오도닉은 과학자답게 모든 재료의 기본 구성은 '원자'라고 전제하고 설명을 시작한다.

재료의 변화는 원자 배열의 변화이며, 재료를 가공하면 원자의 구조와 배열이 바뀌게 되고, 서로 다른 재료들의 결합 역시 원자와 원자의 결합을 통해 가능하다고 말한다. 우리는 원자 단위의 변화를 전혀 감지하지 못하지만, 우리가 만지고 사용하고, 활용하는 모든 물성에는 원자 단위의 작용이 있다는 것을 이해하게 되면, 비이성적인 생각을 조금은 덜 하게 되지 않을까 생각한다.

요즘은 나노 단위의 사업 분야가 눈에 많이 보이는데, 나노는 원자보다 10배나 큰 단위지만 여전히 분자보다는 훨씬 작은 단위다. 지구에서 발견한 원소들 가운데 약 98% 이상을 차지하는 원소는 불과 8개에 불과하고 나머지는 극미량만 존재한다고 과학자들은 말한다. 흑연과 다이아몬드의 차이는 극적으로 드라마틱하다.

스테인레스 스틸은 강철의 역사에서도 가장 최근에 발명한 재료로, 인류의 역사에서 매우 중요한 소재로 등장했다. 우리의 주변을 둘러보면 숟가락, 젓가락부터 매우 많은 재료들이 스테인레스 스틸이라는 것을 확인할 수 있다.

이미 오래 전에 개발되었지만 비용 때문에 상업화되지 못한 유용한 재료로 '에어로겔'이라는 게 있는데, 최첨단의 과학분야에서만 활용되고 있을 뿐이라고 한다. 매우 강력한 단열, 방탄 효과를 가지고 있는 이 재료는 대체제가 많이 개발되는 바람에 우리의 일상에서 쓰이지 못하고 있다. 아마 시간이 좀 더 지나면 최첨단의 단열, 방탄 재료들이 일반 건축재료로 쓰일 수 있는 날이 올 것으로 생각한다.

이 책은 재료의 본질에 관해 잘 설명하고 있지만, 글의 내용과 수준이 조금은 들쭉날쭉해서 어떤 부분은 훌륭하지만 어떤 부분은 조금 실망스럽기도 하다. 아마도 대중의 수준을 맞추기 위해 여러 모로 고려를 한 것으로 보이는데, 차라리 조금 더 전문적으로 썼으면 하는 아쉬움이 있다.