책소개
눈에 보이지도 않는 작은 화학이 인류의 미래를 결정하고 있다!
한 권으로 읽는 가장 쉽고 친절한 나노 안내서
오늘날 인류는 10억 분의 1미터, 즉 나노미터 단위의 물질을 다룰 수 있게 되었다. 기존 물질과 전혀 다른 독특한 특성을 지닌 나노물질은 곳곳에 스며들어 우리의 현재와 미래를 송두리째 바꾸고 있으며, 이제 일반인도 나노과학이나 나노기술 같은 용어를 친숙하게 느낀다. 하지만 정작 나노과학의 근간인 나노화학의 원리, 상용 사례, 가능성을 차근차근 설명해주는 책은 찾아보기 어렵다. 최고의 화학커뮤니케이터 장홍제 교수는 이 책에서 나노입자 관찰, 나노물질 합성 그리고 의료, 환경, 에너지, 전자산업 등 다양한 분야의 나노화학 활용과 전망 등을 쉽고 친절하게 설명하며 독자들을 흥미진진한 나노의 세계로 초대한다.
책 선정 이유
진로를 화학, 생명 계열로 계획하고 있다. 1학년 때 나노 기술을 통한 약물전달이라는 주제로 소논문을 읽고 탐구해보면서 나노기술을 처음 접하고 흥미를 갖게 되었다. 이어 2학년 때 투명화 기술에 대한 과학 강연을 듣고 물1 교과 과정과 연계하여 나노 구조체를 이용해 굴절률을 조절하는 방법에 대해 조사해보았다. 따라서 나노기술에 대한 책을 통해 더 많은 지식을 얻기 위해 선정하였다.
나노가 각광받는 건 학과 이름에 ‘나노’ ‘생명’ 이런 것들이 복합적으로 많이 들어가기 시작한 때부터 짐작을 했다. 나노는 굉장히 작은 사이즈이며 물질의 사이즈가 작아짐에 따라서 성질도 그에 따라 달라지는 경향이 두드러진다. 촉매는 산업이든 어떤 것에서든 반응을 빠르게 하기 때문에 꼭 필요하다.
촉매를 잘 개발해서 노벨화학상을 받은 사람도 적지가 않다. 나노 촉매는 표면적이 큰 것을 목표로 한다고 했다. 사이즈가 작은 촉매이니 당연히 일반 사이즈 큰 분자, 원자 금속 촉매에 비해서 반응 속도를 매우 높게 만드는 것이 역할일 것이다.
나노입자는 작디 작은 입자이고 이걸 다루는 학문, 그게 나노화학인데 얼마나 작냐면 첨단 현미경으로 봐야만 했다. 전자현미경인데 예전에 대학에서 원리를 대충 배우고 넘어간 기억은 있다. 나노로봇이라는 건 파인만이 주장한 것이고 가능성을 염두에 둔 발언을 했는데 실제로 있다고 한다. 올해 뉴스만 봐도 실제로 알아서 암세포를 추적하는 나노사이즈 로봇이 등장을 했다.
정말 놀라운 개발이다. 그 작은 사이즈임에도 불구하고 엔진, 로터 등을 알아서 갖추고 있다. 대단한 업적이기도 하고 실제로 우리 몸에서 암세포를 잘 추적해내거나 효과적으로 세포를 파괴하는 능력이 있다면 앞으로 여러 면에서 치료에 나노입자가 많이 쓰일 수 있다는 생각도 들었다.
나노입자는 자성을 띠고 있어서 아무리 복잡한 물질이 혼합되어 있는 상태라고 해도 자석을 대면 자성을 띤 나노입자를 쉽게 분리해낼 수 있다고 한다. 이걸로 자기공명영상이나 여러 기술로 활용을 한다는 점은 굉장하게 느껴졌다. 나노입자는 쉽게 여러 모양으로 변형도 가능하다고 한다.
머리카락보다도 얇다고 알려진 나노 파티클을 그 정도로 정교하게 컨트롤 할 수 있다는 것 자체가 매우 신기하게 느껴진다. 다운컨버전을 잘 활용한다면 아마 빛을 자유자재로 낼 수 있는 그런 성질을 활용할 수 있을 것이라고 하는데 에너지를 방출하는 현상이라고 하니 이것도 생각을 잘 해야 할 거 같다.
나노가 정말 작은 세계라는 걸 알게 됐다. 나노입자라고 하는 것은 머리카락보다 얇은 입자를 말하는 것이다. 나노기술이라고 하는 것은 보통 이런 엄청나게 미세한 입자를 활용한 엄청 미세한 스케일의 과학, 기술을 말하는 것이었다. 나노기술을 통해 살균제를 만들 수도 있다고 한다.
인터넷을 보면 촉매라는 것을 나노로 써서 살균을 하는 기술도 있다고 봤다. 나노 파티클과 다르게 그것보다 더 큰 입자 세계인 마이크로 쪽에서는 입자의 특성이 그다지 발견되지 않았다고 한다. 그래서 ‘나노화학’은 있지만 ‘마이크로화학’은 없다고 한 점이 매우 인상적이었다. 저자가 초반에 설명한 원소들도 입자가 작아지면 특별한 성질을 갖게 된다.
나노스케일이 되면 기존 거대한 덩어리일 때와 성질이 사뭇 달라진다는 것이었다. 이 점이 매우 신기하게 느껴졌다.
치료 분야에서 나노화학이 획기적이라는 건 예전에 뉴스를 보고 알았다. 작은 입자가 몸 속을 떠도는 것을 관찰하고 이용해서 의학에 접목한 사례도 보도가 된 바가 있다. 지금은 나노화학이 매우 발전이 되어서 나노기계라는 것까지 설계가 가능한 수준까지 발달이 되었다고 한다.
이 나노기계라고 하는 것이 정말로 신기한데 신체에서 여러 변수, 열 같은 것들로 인해서 여러 운동을 하는 기계적인 물성을 띠고 있었다. 저자는 나노로봇에 대해서는 부정적 입장이엇다. 로봇이라는 개념에 자동으로 움직이는 것이 들어 있으니 혈관 같은 미세한 곳에 들어가 로봇이 헤엄치는 것은 어렵다고 했다.