미스테리 끄새

youtu.be/p0ObGNe6Jro 풀러렌이 발견된지 얼마 지나지 않아 탄소 원자들이 한 방향으로 길게 결합되어 마치 원통 기둥 모양을 한 탄소 동소체가 발견되었다. 6각형의 수십 Å밖에 지나지 않는 나노튜브가 그것이다. 이것은 탄소 나노튜브로 모양은 우리 선조들이 삼복 더위에 사용한 대나무로 만든 죽부인의 모양과 유사하다. 1991년에 일본의 이지마 박사는 풀러렌을 전자현미경으로 관찰하다가 우연히 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소구조가 존재한다는 것을 발견했다. 이 대롱 표면에는 탄소 원자들이 벌집 모양으로 배열되어 있었고, 지름은 약 10억 분의 1미터 정도인 나노의 크기였다. 이지마 박사가 발견한 탄소 나노튜브의 특성은 크게 두 가지로 하나는 가느다람에도 불구하고 탄소 원자 사이의 결합이 실리콘보다 훨..

youtu.be/yH-V6DA1yTw 물론 정말로 벅민스터풀러렌이 적색거성에서 뿜어져 나오는 성간 먼지에 존재하는지는 아직도 명확하지 않다고 지적하는 학자들도 있다. 그러므로 단지 머나 먼 별에 대한 연구가 우연하게 엄청난 실용적 응용이 가능한 새로운 과학 분야를 열었다는 설명이 보다 적절하다는 지적도 있다. 탄소원자 60개로 구성된 풀러렌은 물론 C70, C76, C84 등과 같은 탄소 동소체(allotrope)등도 있다. 동소체란 동일한 원자로 구성된 순 물질이지만 특성과 모양이 다른 물질 군(group)를 말한다. 비록 동일한 원자로 구성되었어도 원자들의 결합 방식 또는 원자의 개수가 달라지면 전혀 다른 특성의 분자 혹은 물질들이 생성된다. 잘 알려진 것이 탄소 동소체인 다이아몬드와 흑연이다. 이들..

youtu.be/gFNdxr44cWc 1996년도 노벨 화학상은 미국의 리처드 에레트 스몰리(Richard E. Smalley, 1943 〜 2005), 로버트 플로이드 컬(Robert F. Curl Jr.)과 영국의 해롤드 월터 크로토(Sir Harold W. Kroto)에게 돌아갔다. 그들의 수상한 연구의 주제는 탄소의 동소체인 풀러렌의 발견인데 1991년에 이미 유명한 『사이언스』 지에서 전형적인 과학적인 성과를 예시한다는 ‘올해의 분자’상을 수상하여 모두들 조만간 그들이 노벨상을 수상할 것이라고 예견하고 있었다. 그런데 이 수상이 많은 사람들에게 큰 어필한 것은 연구 자체는 우주의 비밀을 밝히자는 것인데 결론은 인간들에게 잘 알려진 축구공과 직결된다는 것이다. 우주 공간의 비밀이 축구공과 연결된다..

youtu.be/SwhwawjxruQ '침묵의 살인자' C형 간염 퇴치 가능 2020년 노벨생리의학상 수상자는 존재조차 알 수 없었던 C형 간염 바이러스를 분리·발견하면서 치료의 실마리를 제공한 하비 알터(Harvey J.Alter) 미국 NIH(국립보건원) 박사, 마이클 허튼(Michael Houghton) 캐나다 앨버타대 박사, 찰스 라이스(Charles M. Rice) 미국 록펠러대 바이러스학과 교수를 선정했다. 그런데 그들의 수상이 많은 사람들을 놀라게 한 것은 그들의 발견이 매우 오래전으로 하비 알터 박사의 경우 C형 간염 바이러스를 발견된 지 거의 40년 만에 C형 간염이 완치 단계에 이르자 이들의 공을 인정받았기 때문이다. 간염은 말 그대로 간에 염증이 생기는 질환을 칭한다. 간에 염증을 일..

youtu.be/LgWfQmfhJmA 1965년에 노벨 물리학상을 받은 파인만(Richard Feynman, 1918〜1988) 교수는 ‘모든 인간의 지식에서 가장 중요한 생각은 만물이 원자로 이루어져 있다는 것’이라고 말하였다. 하지만 많은 화학자들은 화학 물질이 대부분 분자로 구성되어 있기 때문에, ‘원자’ 대신 ‘원자와 분자’로 바꾸어야 한다고 주장한다. 그런데 이런 구분이 가능한 것은 노벨상 초창기에 수퍼스타로 군림한 로렌조 로마노 아메데오 카를로 아보가드로 디 콰레나(Avogadro, Amadeo, 1776 〜 1856)때문이다. 친구들은 그의 이름이 워낙 길어 친구들은 그를 아보가드로로 부르지 않고 아메데오로 불렀다. 여하튼 그가 제시한 가설로 원자와 분자를 구별하고, 아보가드로의 수로 주어진..

youtu.be/ZPEGYgtWq90 인간이 즐겨하는 취미의 종류는 워낙 다양하여 사람마다 다르므로 어떤 틀이 있는 것이 아니다. 개인이 만족하고 자신의 시간을 투입하고 있다면 어느 소재나 대상도 인간의 취미가 될 수 있다. 그런 면에서 돈이 많은데도 불구하고 한 푼도 쓰지 않고 가난하게 살다가 죽은 구두쇠의 취미는 돈을 쓰지 않는 것이라고 볼 수 있다. 프랑스 혁명 당시의 기요틴에서 사형까지 당한 루이16세는 자물쇠를 만드는 취미를 갖고 있었는데 감옥에 억류되어 있을 동안에도 자물쇠를 만들면서 소일했다. 그런데 루이 16세를 사형으로 만든 요인이 바로 자물쇠였다. 루이 16세를 재판할 때 루이 16세와 함께 자물쇠를 만들어 준 자물쇠공이 루이 16세가 비밀 장소를 갖고 있다는 것을 알려주었기 때문이다...

youtu.be/lecPuntxsaw 그런데 예상하지 않는 이유로 반대가 일어났다. 환경전문기자인 조엘 그리피스에 따르면 미국에서의 수돗물 불소화의 첫 공식적인 제안은 1939년 콕스 박사에 이루어졌는데 그는 불소로 인한 손해배상 청구로 위협받고 있던 한 기업을 위해 일하고 있었다. 즉 순수한 의료진들에 의해 자발적으로 제안된 것이 아니라 기업체를 위해 발의된 것을 볼 때 무언가 불리한 점이 있더라도 이를 감추고 있다는 생각도 버릴 수 없다는 견해이다. 또한 1950년대 반공을 앞세운 등 극우단체는 이런 운동이 악마와 같은 공산주의자들의 음모라고 몰아세웠다. 일부 학부형들도 ‘아이들에게 독을 먹이지 말자’ 또는 ‘강요된 의술은 미국적이 아니라고 반대했다. 그러나 불소 치약의 효과는 생각보다 빨리 일어났다..

youtu.be/TiipIjZtWjQ 많은 사람들이 신비로운 생명 조직을 구성하고 있는 물질은 매우 특이하리라고 생각하지만 생체조직은 놀랍게도 탄소, 수소, 산소, 질소 위주로 되어 있다. 이들 네 가지 원소가 신체의 96퍼센트를 차지하는 것이다. 다섯 번째의 원소가 황이며 나머지는 한 줌의 하얀 무기 염류로 보통 소금이라고 불린다. 소금이 인체에 가장 중요한 재질이라는 것은 새로운 일이 아니다. 피의 맛을 보면 신체의 구성 성분 중의 하나가 소금이라는 것을 금방 알 수 있다. 혈액에는 철이 있다. 철이 부족하면 혈액에 헤모글로빈이 부족하게 되어 허파에서 세포로의 산소 운반이 어려워진다. 환자들은 붉은 색소의 부족으로 창백해지고 산소의 부족으로 쉽게 피로해진다. 철은 몸의 0.004퍼센트를 차지하는데도 ..

youtu.be/sMkE4I_2Ksw 남한에서 올라간 많은 학자들이 북한의 화학 공업과 섬유 공업의 기초를 확립하는데 기여했음은 물론이다. 그러나 북한의 연구 진행도 예상대로 되지는 않았다. 한국전쟁의 전황이 변하면서 북한군이 전면적으로 퇴각하자 그의 연구실도 평안북도 최북단인 청수로 옮겼다. 청수는 지역적 안정성과 실험재료로 사용될 카이드와 아세틸렌블랙 생산공장이 있었다. 그는 연합군의 폭격을 피해 지하 방공호에 연구실을 설치한 후 본격적인 비날론 대량 생산 공정을 계획하였고 한국전쟁이 끝난 1954년부터 본격적으로 연구원들을 투입하여 비날론 생산에 박차를 가한다. 오늘날 플라스틱(합성수지)의 핵심적인 물질 중 하나인 염화비닐(통칭으로 비닐)인데 비닐화합물 중 초산비닐(아세트산비닐)이 비닐론의 원료이다..

youtu.be/pA_B5W2GPFU 리승기의 일정이 마냥 순탄했던 것만은 아니다. 일제강점기 막바지에 태평양전쟁이 격화되면서 리승기의 업적은 조선인이라는 정체성과 마찰을 일으켰다. 특히 전쟁말기에 리승기가 합성1호의 연구 방향을 군수용으로 전환되는 것을 강력히 반대했고 연구에 열의를 보이지 않는데다 일본이 패망할 것이라는 이야기를 조선인 헌병에게 한 것이 빌미가 되어 체포되었다. 그가 체포된 진상은 간략하게 알려져 있다. 일제가 그의 발명을 공업화하는데 혈안이 되었지만 리승기는 군부에서 절대적으로 필요한 비날론이 생산된다면 자신이 오히려 전쟁의 종료를 지체시킬지 모른다는 생각으로 이런저런 핑계를 대가며 실제로 공업화 완료를 지체시켰다는 것이다. 비날론 제조에 문외한인 군부이지만 상당한 시일이 지나도 아..

youtu.be/JgzWjrwtlkA 석회석과 무연탄으로 만든 세계 2번째 화학섬유 일제강점기의 일본의 한반도 정책 중 하나는 중국 침략을 뒷받침하는 전쟁 물자 제공다. 이를 위해 한반도 남쪽에서는 일본의 완제품을 공급하는 경공업에 집중했고 북쪽에서는 만주로의 확장을 염두에 둔 전력 산업과 중공업에 치중했다. 이러한 일본의 편재된 정책은 한반도가 남북으로 분단되면서 양측에 심각한 문제점을 안겨주었다. 남쪽의 대한민국은 중공업 설비와 전력 등이 절대적으로 부족했고 북쪽은 경공업 설비와 일상 제품이 부족했다. 특히 남한에 섬유와 방직 산업 설비들이 모여 있으므로 분단 후 북한에서는 섬유와 의류의 부족이 심각했다. 1940년 당시 방직 산업의 85퍼센트가 남쪽에 있었는데 얼마 안 되는 북쪽의 시설도 한국전쟁 ..

youtu.be/tPwftgmdqM8 나일론의 발명 이후 합성섬유의 개발은 그야말로 눈부시다. 1975년에 시애틀의 한 경찰이 어느 상점을 점검하다가 강도가 1미터 거리에서 쏜 총에 피격되었다. 그러나 그는 쓰러지지도 않았고 피도 흘리지 않았다. 그가 부상당하지 않은 것은 ‘로보캅’과 같은 사이보그가 아니라 바로 제복 속에 입고 있었던 방탄조끼 때문이었다. 그는 당시 최첨단 소재인 케블라(Kevlar)로 만든 방탄조끼를 입고 있었던 것이다. 영화에 나오는 특공대들도 하나같이 방탄복을 입고 나온다. 그렇다면, 섬유로 만든 방탄조끼가 어떻게 총알을 막을 수 있을까? 이 원리는 그물의 원리를 이해하면 알 수 있다. 이 단원은 에서 많은 부분을 참조했다. 보통 실을 잡아당기면 어느 정도 힘에 의해 끊어져버리게 ..

youtu.be/3wH67xDrBhg 모사 비단인 나일론이 결국 20세기 중반에 태어났다고 하지만 이들의 탄생하기까지에는 과거의 학자들의 발판이 있었음은 물론이다. 합성섬유가 태어나게 된 시초는 앞에서 설명한 쉔바인의 발견이다. 이때 영국의 스완(Sir Joseph Wilson Swan)은 에디슨과 전등 개발 경쟁을 벌이고 있었다. 그는 전등의 필라멘트 개량에 열중했는데 쉔바인이 발견한 물질이 필라멘트에 유용한 성분이 될 것으로 판단했다. 오랜 연구 끝에 그는 에디슨의 전구보다는 못하지만 그런 대로 빛을 발생시킬 수 있는 필라멘트를 만들어냈다. 이 필라멘트는 질산셀룰로오스에서 뽑아낸 섬유를 여러 겹으로 꼰 것으로 이것으로 오늘날 사용되는 화학 섬유 제조법의 토대를 거의 마련한 셈이다. 이보다 조금 앞서 ..

youtu.be/wN1UZbEuCjk 영화 「슈퍼맨」의 슈퍼맨은 지구보다 정신적·육체적 능력이 뛰어난 행성 크립톤에서 태어난 외계인이기 때문에 초능력을 발휘할 수 있다고 설명된다. 그의 능력이 얼마나 대단한지 지구를 돌아 과거로 돌아가서 애인을 구할 수도 있으며 보호복을 입지 않고 우주를 활보할 수도 있다. 반사 능력도 빨라 몇 미터 앞에서 권총을 쏘았는데 총알을 잡기도 한다. 그러나 「슈퍼맨」에서의 압권은 아무래도 무에서 유를 창조할 수 있는 능력이다. 슈퍼맨은 자신이 필요하다고 생각할 때 몇 번 몸을 돌리기만 하면 순식간에 슈퍼맨의 로고가 찍힌 옷을 입는다. 슈퍼맨은 옷을 어떻게 만들까? 원리적으로 슈퍼맨이 옷을 만들 수 있는 ‘원소이용장치’를 갖고 있다면 불가능한 일은 아니다. 영화에서는 그런 기자..

youtu.be/dVaSiyjqy4E CCD는 빛의 과다만 알 수 있으므로 만들어지는 이미지는 흑백이다. 그럼에도 불구하고 디카는 천연색 화면을 보여준다. 이는 CCD위에 적색, 녹색, 청색 삼원색 필터를 씌우면 사물의 색깔을 재현할 수 있기 때문이다. 녹색, 청색 필터를 씌운 CCD에서 적색 빛의 정보를 파악할 수 있는 방법은 주변 적색 필터 CCD의 값에서 추정한다. 즉 적색 필터를 씌운 하나의 CCD에 빛이 100만큼 들어오고 인접한 적색 CCD에서 200만큼 들어왔다면 그 사이에 있는 녹색 및 청색 CCD에는 적색 빛이 주변의 평균값인 150만큼 들어왔다고 계산한다. 이는 어떤 추정 알고리즘을 사용하는지에 따라 사진의 질이 달라질 수 있다는 뜻이다. 이런 문제를 해소하는 방법으로 한 화소에 CCD..

youtu.be/SNjD7pMu2DM 디지털 카메라 즉 디카의 기본인 CCD(Charge Coupled Device · 전하결합소자)를 개발한 두 사람이 2009년 노벨물리학상을 수상하여 세계인들을 놀라게 했다. 2009년 노벨물리학상의 주인공은 영국 스탠더드텔레콤의 찰스 가오 박사와 미국 벨연구소의 윌러드 보일 박사, 조지 스미스 박사 등 세 명이다. 디카의 노벨상 수상으로 세계를 더욱 놀라게 한 것은 디카의 등장으로 거대 공룡 그룹인 코닥사가 퇴출되었다는 점이다. 그런데 지구인들에게 충격을 준 것은 코닥사가 디카를 세계에서 제일 먼저 개발했다는 점이다. 그럼에도 불구하고 코닥사가 몰락한 것은 코닥사의 정책자들이 디카의 등장을 방해하면서 카메라 필름 보급을 적극 추진했다는 점이다. 비즈니스 측면에서 세..

youtu.be/NANPMe2hZbs 과학자로 가장 행운아가 누구냐에 노벨상 수상자라고 이야기하는데 이론의 여지가 없다. 노벨상을 받으려면 연구 자체가 탁월해야하는데다 경쟁이 워낙 심하므로 노벨상 수상자에 버금가는 업적을 쌓았음에도 탈락하기 십상이다. 노벨상은 3명에 한 해 수여하기 때문이다. 노벨상이 어느 상보다 권위 있으므로 매우 까다롭게 심의하는 것으로 유명한데 이들 심사에 통과하여 노벨상까지 받았다는 것은 나름대로 모든 면에서 검증과 확인을 거쳤다는 것이다. 사실 아인슈타인도 여러 이유가 있었지만 무려 약 15년 동안이나 수상하지 못했다. 천하의 아인슈타인이 계속 노벨상 수상에서 제외되자 노벨상 자체의 위상에 문제가 될 정도였다. 문제는 이러한 철저한 검증을 거쳐 노벨상이 수여되었음에도 결론적으로..

youtu.be/wAcLB-MAqtM 톰슨의 해저케이블은 1895년 이탈리아의 G.마르코니가 무선통신에 성공한 이래로 급전직하한다. 특히 1920년대의 장거리통신은 해저케이블에서 저주파·고주파 무선통신으로 바뀌었다. 해저케이블은 더 이상 진척을 보지 못하고 1924년의 대서양횡단 케이블을 마지막으로 해저 전신케이블의 시대는 막을 접었다. 그런데 제2차 세계대전이 끝난 후 각 국가간 활발한 문화교류와 무역활동이 재개되어 국제 통신서비스의 수요가 급증했다. 그러자 당시의 무선통신이 가지고 있던 여러 가지 단점들이 제기되었는데 특히 사용 가능한 주파수가 부족하여 어떤 대안이 필요했다. 이에 등장한 것이 해저 전화케이블이다. 완전 폐기된 상태에서 극적으로 되살아난 해저케이블은 1956년 미국과 영국 간을 잇는 ..

youtu.be/P4t_rkAzDBE 현대를 살고 있는 많은 사람들이 놀라는 것은 현재 전 세계 국제전화와 인터넷의 해외 연결망 트래픽의 약 90% 이상을 해저 광케이블이 책임지고 있다는 점이다. 우주에 수많은 인공위성이 떠 있으므로 대부분 이를 통해 인터넷을 사용하는 것으로 알고 있다. 그런데 인공위성 트래픽이 1%도 채 되지 않은 것은 속도가 느려 핑(지연시간)이 중요한 게임 같은 건 꿈도 못 꾸기 때문이다. 그래도 기지국이 없는 곳을 통과하는 선박이나 항공기, 극지방 등에서는 어쩔 수 없이 사용해야 하기 때문에 이들 자체의 효용도가 사라지는 것은 아니지만 앞으로도 해저케이블이 인공위성을 능가할 것임은 물론이다. 여하튼 2018년 기준 전 세계의 해저 케이블 트래픽 총 용량은 1,500Tbps, 20..

youtu.be/l2oTVr_vksQ 노벨물리학상의 수상업적을 살펴보면 보통 사람들에게는 도통 이해가 안 되는 난해하고 복잡한 이론이거나 실험이라 해도 과언이 아니다. 사실 많은 사람들이 노벨상 수상 제목만 보아도 거의 암호 수준의 이야기라고 말을 한다. 더불어 설명되는 이론이나 실험도 일상생활과 너무나도 동떨어져 알아도 그만 몰라도 그만이다. 사실 노벨 물리학상의 내용이 무엇이라는 것을 잘 안다고 살아가는데 도움이 되는 것이 아니며 모른다고 해서 지장이 되는 것도 아니다. 2009년의 노벨 물리학상이 발표되자마자 많은 사람들이 놀란 것은 수상자들의 업적이 인터넷 광통신과 디지털카메라(디카)와 관련되기 때문이다. 현재 지구인들에게 인터넷과 디카가 없으면 살아가는 자체가 어려울 정도로 우리의 생활에 밀접하..