신소재 쫌 아는 10대

석기부터 나노까지, 소재로 쌓인 문명의 탑

장홍제 지음 | 방상호 그림

풀빛 2021년 12월 01일 출간 종이책 : 2020년 12월 31일 출간

작품소개

책소개

〈과학 쫌 아는 십대〉 시리즈의 10번째 책
나노재료화학 분야의 고수 장홍제 교수가 완벽하게 정리한 신소재의 모든 것

소재를 만드는 열쇠를 찾아,
그리고 신소재 발견의 꿈을 향해!

‘더 높은 단계로 도약하는 열띤 과학 토론의 장’ 풀빛의 청소년 교양 과학 시리즈 〈과학 쫌 아는 십대〉의 10번《신소재 쫌 아는 10대: 석기부터 나노까지, 소재로 쌓인 문명의 탑》이 출간되었다. 《물질 쫌 아는 10대》와 《원소 쫌 아는 10대》를 통해 화학의 기본기를 다지게 도왔던 장홍제 교수가 이번에는 화학이라는 토대 위에서 공학의 영역인 소재와 재료 개발이 이루어지는 다채로운 과정을 《신소재 쫌 아는 10대》를 통해 흥미롭게 펼쳐 보인다. 편리한 현대 문명은 이름도 익숙지 않은 수많은 소재가 이룩해 왔다 해도 과언이 아니다. 연필심이 휘어지는 디스플레이를 만들고, 모래가 전자기기의 핵심인 반도체가 되며, 평범한 광물로 알던 구조가 태양광 발전을 선도하고, 유기물이 뭉치고 또 뭉쳐져 플라스틱이라는 신소재를 만들어 냈다. 도대체 어떻게 이 많은 소재가 탄생하게 되었을까? 소재마다 쓰임이 다 다를까? 새로운 소재는 계속 만들어질 수 있나?
이 책은 소재와 관련한 무궁무진한 호기심에 화학이라는 언어로 차근차근 답한다. 책을 펼치면 정말 흔하게 찾아볼 수 있던 원소들이 물리적 그리고 화학적인 원리와 관계를 통해 전혀 새로운 물질로 바뀌는 놀라운 장면이 등장한다. 그러면서 독자를 화학과 일상, 화학과 공학의 교차로로 안내한다. 독자는 이제 신소재 개발로 향하는 탐험선의 탑승구 앞에 섰다. 화학의 무한한 가능성의 영역, 일상과 가장 밀접하게 존재하는 친밀한 화학의 탐험선에 탑승할 승객을 《신소재 쫌 아는 10대》가 기다린다.

목차

〈과학 쫌 아는 십대〉를 펴내며
소재를 만드는 열쇠를 찾아

1. 원소에서 물질을 거쳐 소재까지
무엇으로?보다는 어떤 식으로!
원자에서 원소로, 그리고 물질로
소재란 무엇일까?
신소재가 바꿔 온 인류의 역사
기준에 따라 소재를 분류해 보자

2. 석탄보다 유용한, 다이아몬드보다 가치 있는 탄소 신소재
물질 변화의 당김쇠, 연소와 산화
진짜 다이아몬드를 확인하는 방법
탄소로 만들어진 점: 버크민스터 풀러렌
점에서 선으로: 탄소나노튜브
다시 흑연처럼 2차원 평면으로: 그래핀
그래핀을 넘어서, 차세대 신소재들

3. 모래에서 탄생한 빛: 반도체 신소재
반도체란?
반도체의 기본 원리: 에너지띠
반도체, 어떻게 만들어지고 어떤 소재를 탄생시켰을까
이렇게나 다양한 첨단 반도체 신소재들
더 작은 세계, 반도체 양자점
반도체 신소재의 미래

4. 익숙하지만 낯선 신소재: 합금과 세라믹
합금의 기본: 금속결합
왜 합금을 만들고 어떻게 구성되나
첨단 합금 신소재들
열적 안정성, 열처리, 세라믹
태양광 발전의 시대를 연 페로브스카이트
저온? 고온? 상온?: 초전도체 이야기

5. 고분자 신소재와 플라스틱
코끼리와 상아를 보호하기 위해
플라스틱은 왜 사랑받는가?
열경화성 플라스틱과 열가소성 플라스틱
바이오 플라스틱
기능성 플라스틱 신소재들

6. 나노과학과 나노소재들
보이지 않아도 분명히 있다
나노소재는 가능성의 영역
색, 빛, 그리고 전자기
신소재로 쌓아 올리는 신소재
나노 신소재의 활용 분야
나노과학 이후엔 어떤 시대가

신소재 발견의 꿈을 향해

출판사 서평

르렀다. 오랜 기획은 물론 정성 들인 집필과 편집으로 2019년 1월부터 출간을 시작해 지금에 이르렀다. ‘2015 개정 교육 과정’은 자주적이고 창의적이며 더불어 사는 인간상을 추구한다. 그 가치관 아래 교과별 핵심 개념과 원리를 중심에 두고 인문ㆍ사회ㆍ과학기술에 대한 기초 소양 교육을 강화하면서 교과 간 통합과 융합 교육을 하는 데 초점을 맞추고 있다. 미래형 인재를 만들려는 이런 교육의 흐름에 맞춰, 풀빛은 지식의 양보다는 핵심이 되는 개념을 선별하고 그것이 어떤 원리로 이루어져 있고 어떻게 적용할 수 있는지를 또렷이 알게 하는 청소년용 과학 시리즈를 기획하였다. 핵심과 원리, 그리고 적용이라는 삼박자에 질문과 토론을 유도하는 인문학적 고찰은 중학생 독자와 현장 교사, 학부모들이 원하는 바이자 과학 공부에 대해 〈과학 쫌 아는 십대〉 시리즈가 목표하는 분명한 방향이다.
지금까지 첨단 과학기술인 인공지능의 실체를 현실의 문제들과 접목해 조목조목 해부한 01번 《인공지능 쫌 아는 10대》를 시작으로, 다채로운 성분으로 가득한 세상의 본질을 탐구한 02번 《물질 쫌 아는 10대》, 일상에서 쉽게 행하는 여덟 가지 소비를 통해 환경문제를 파헤친 03번 《환경과 생태 쫌 아는 10대》가 출간되면서 〈과학 쫌 아는 십대〉 시리즈는 과학적 지식을 우리 삶과 연결하는 적극적 노력을 선보였다. 이후 우주 탄생론을 흥미롭게 정리한 04번 《빅뱅 쫌 아는 10대》와 문명을 일구고 다지는 데 기여한 빛의 세계를 담은 05번 《빛 쫌 아는 10대》, 세상을 이루는 가장 기본이 되는 원소를 문명사와 연결한 06번 《원소 쫌 아는 10대》는 지구과학, 물리, 화학 분야를 대표하는 키워드를 중심 삼아 과학 저변을 소개하였다. 다음으로 블랙홀과 중력파에 이르기까지 중력의 모든 것을 소개한 07번 《중력 쫌 아는 10대》, 늘 주변에 있지만 가치를 알지 못했던 전자기파의 실체와 원인 그리고 활용 방안에 대해 설명한 08번 《전자기 쫌 아는 10대》가 연달아 출간되며 독자가 물리학의 지평을 넓힐 수 있도록 도왔다. 기후 위기가 왜 도래했는지 과학적으로 설명하고 기후 정의의 차원에서 이를 극복하는 방안을 설명하는 09번 《기후 변화 쫌 아는 10대》는 긴박한 지구 위기의 해법을 제안한다. 소재를 통해 원소라는 화학의 기초가 어떻게 기술공학으로 탄생하는지를 흥미롭게 설명한 《신소재 쫌 아는 10대》가

작가정보

저자(글) 장홍제

저자 : 장홍제
한국과학기술원(KAIST) 화학과를 졸업하고, 같은 대학원 화학과에서 박사학위를 받았습니다. 조지아 공과대학교 연구원으로도 활동했어요. 지금은 광운대학교 화학과 조교수로 무기화학과 나노화학을 가르치고 있습니다. 다양한 원소로 이루어진 나노 물질 설계와 합성, 그리고 의약 분야에 대한 응용 연구에 매진하던 중 원소와 주기율표에 매력을 느껴 그에 관한 글쓰기와 강연을 하고 있습니다. 온갖 종류의 원소들로 물질을, 입자를, 소재를 만들며 놀고 있습니다.
지은 책으로 《원소 쫌 아는 10대》, 《물질 쫌 아는 10대》, 《원소가 뭐길래》, 《진짜 궁금했던 원소 질문 30》(공저) 등이 있습니다.

그림/만화 방상호