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 |
어느 시대에나 혁명이 존재한다. 사전적 의미의 혁명이란 "이제까지의 체제를 폐기하고 새로운, 한층 고도의 체제를 세움으로써 생활에 근본적인 전환을 가져오는 것"을 뜻한다. 대표 적인 사회 혁명으로 18세기 영국의 산업혁명과 프랑스 혁명이 있지만, 이러한 커다란 변혁은 과학의 세계도 예외는 아니다.
과학 혁명이란 한 분야의 이론과 체계를 정립하고 현상을 설명하는 기본 틀로서의 패러다임(paradigm) 자체가 변화하여 기존의 것과 명확히 구별되는 것을 말한다. 과학 혁명이라는 용어를 최초로 사용한 토머스 쿤은 그의 저서인 <과학 혁명의 구조(The Structure of Scientific Revolutions)>에서 학문 분야의 총체적인 접근 방법이나 새로운 관점을 패러다임이라 지칭했다.
이러한 관점에서 20세기는 플라스틱 혁명의 시대라고 불려도 과언이 아니다. 플라스틱이 없는 세상을 상상해 본 적이 있는가. 당장 거의 모든 일회용품은 세상에 존재하지 않을 것이고, 지금 필자가 사용하는 컴퓨터나 휴대전화에서부터 의식주의 그 어느 곳에서도 플라스틱이 쓰이지 않는 곳을 찾아보기가 어렵다.
최근에는 나노 기술과의 접목으로 최첨단 과학기술 및 산업에서도 플라스틱의 발전은 가히 비약적이라 할 수 있다. 20세기 인간의 삶에 이렇게 가까이에서 또는 멀리에서 커다란 영향을 주었던 물질은 찾기 어려울 정도로 플라스틱은 우리의 삶에 매우 가까이 있다. 그럴수록 깊은 연구와 고찰을 바탕으로 신중하게 사용되어야 하지만, 아직까지 모든 분야에서 완벽한 연구가 이루어지진 못하였으므로 사용자 스스로가 주의하여 온전히 인간에게 유익하도록 사용하는 것이 정답이다.
하나의 예로 당장 필자의 책상 위의 커피 컵 뚜껑에 있는 커피 젓는 막대를 살펴보자. 플라스틱은 기본적으로 열을 가하여 가공을 하기 때문에 이후에 다시 열이 가해졌을 때 역으로 분자 구조가 깨지면서 환경호르몬 유발 물질을 배출할 수 있는 가능성이 있어 식재료와 함께 쓰일 경우에는 유의해야 한다.
뜨거운 커피에 설탕을 넣고 플라스틱 막대로 저어준 뒤, 5분 동안 그냥 넣어두었을 경우에 위의 작은 사진에서 볼 수 있는 것처럼, 막대가 변형이 일어나며 휘는 것을 확인할 수 있다. 이 부분을 전자현미경으로 들여다보면 뜨거운 물에 노출된 플라스틱 막대의 물결무늬의 가공 구조에서 플라스틱이 조금씩 녹아나간 흔적을 볼 수 있다. 이렇게 녹아나간 플라스틱은 커피에 녹아 우리 몸으로 들어가게 될 수 있으므로 주의해야 한다.
과학이 가져다 준 문명의 선물은 우리의 삶을 풍요롭게 해 주었지만, 그 밝음의 그림자는 여전히 연구가 진행되고 있다. 작은 과학 지식이 우리의 몸을 지킬 수 있다는 것을 언제나 명심하고 과학을 두려워해야 할 대상이 아닌, 스스로 다룰 수 있는 것으로 받아들이면 더욱더 풍성한 문명의 풍요로움을 움켜쥘 수 있을 것이다.
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