오늘날 과학의 가장 중요한 화두 중 하나는 '나노(1㎚=10억 분의 1m)' 세계의 비밀을 파헤치는 것입니다. 이런 나노 세계를 항해하는 과학자들에게 나침반 역할을 하는 것이 바로 '사진'입니다. 주사터널링현미경(STM·Scanning Tunneling Microscopy), 주사전자현미경(SEM·Scanning Electron Microscopy) 등을 이용해서 나노 세계를 들여다볼 수 있게 되었기 때문입니다.
그렇다면, 사진으로 본 나노 세계의 모습은 어떨까요? 홍진기 미국 MIT 연구원(화학공학과 Post-Doctor)과 강상욱 상명대학교 교수(화학과)가 여러분에게 나노 세계의 비밀을 살짝 보여줍니다. 일주일에 두 차례씩 여러분을 찾아갈 세상에서 제일 신기한 사진과 함께하는 특별한 과학 에세이 '나노 세계 여행'을 놓치지 마십시오. <편집자>
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| ⓒ홍진기 |
'과학'이라는 단어에는 무한한 신뢰의 뜻이 숨어 있다. 과학기술의 시대인 21세기에는 과학적으로 증명이 된 합리적인 판단들은 진리로 믿어지며 더 이상의 다른 잣대로 이를 평가하려 하지 않는다. 그만큼 자연을 온전히 이해하고 인간의 편익 증진을 위해 올바르게 이용되는 과학의 가치는 말로 다 설명하기 힘들 만큼 우리 삶에 깊이 들어와 있다.
하지만 때로는 과학이라는 것을 잘못 이용하게 될 경우에 수많은 문제가 발생하기도 한다. 인간 편의를 증진시키기 위한 과학기술에서 비롯된 환경 오염물질의 과다 사용에 의한 지구 온난화 또는 그릇된 인간의 욕심을 채우기 위한 전쟁 무기의 개발 등은 인간에게 그 폐해가 그대로 돌아온다는 점에서 과학의 올바른 사용과 개발이 얼만큼 중요한 일인지 알 수가 있다.
하지만 이러한 과학의 그림자는 비단 거시적인 시각에서 바라볼 때에만 보이는 것은 아니다. 작은 과학적 시각을 가지고 세상을 바라볼 때에도 생활에서 매우 널리 쓰이는 과학의 쓰임에 우리의 몸과 세상을 보존할 수 있는 기회는 얼마든지 있다.
하루에도 수 없이 쓰이는 종이컵의 예를 살펴보자. 종이컵은 최상급의 천연펄프와 폴리에틸렌 코팅 그리고 잉크로 구성되어 있다. 가공 과정에서 되도록 어떠한 접착제도 쓰이지 않게 되어 있으며 음료용 종이컵의 안쪽에는 방수를 위해 폴리에틸렌 코팅이 되어 있다.
인체에 문제가 될 수 있는 것은 종이컵 안 쪽에 코팅이 되어 있는 폴리에틸렌인데, 이는 약 섭씨 110도 이상의 온도에서 녹아 나올 수 있다고 알려져 있다. 그렇지만 인체에 무해하고 섭취를 하게 되어도 흡수되지 않고 배출되는 폴리에틸렌의 특성 상 종이컵 내부 코팅 재료로의 쓰임은 충분히 과학적으로 증명되었다 할 수 있다.
종이의 전자 현미경 사진의 경우 본 연재에서도 이미 다룬 적이 있다시피 왼쪽 사진에서 보는 바와 같이 펄프가 얽힌 구조를 하고 있다. 하지만 폴리에틸렌이 코팅 된 종이컵 내부 구조를 확대하여 들여다보면 가운데 사진과 같이 종이펄프의 구조는 보이지 않고 폴리에틸렌으로 덮여있는 것을 확인할 수 있다.
이렇게 준비된 종이컵에 뜨거운 물을 (약 90도) 붓고 약 20분이 지난 후에 확인을 해 보니 오른쪽 사진에서 보는 바와 같이 뜨거운 물에 노출된 폴리에틸렌 코팅이 벗겨지고 본래 종이의 펄프 구조가 보여지는 것을 확인하였다. 비록 아직까지 인체에 무해하다고 알려진 물질이지만, 자연 그대로의 물질이 아닌 인공 화학물질인 만큼 먼 미래에 발견될 수 있는 문제점을 고려한다면, 가급적 종이컵의 사용을 줄여야 할 이유는 충분히 있을 것이다.
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