하루 한 권, 유기화합물

사이토 가쓰히로 지음 | 신재은 옮김

드루 2024년 05월 31일 출간 종이책 : 2023년 12월 29일 출간

작품소개

책소개

접착제도, 감기약이나 TV도 유기화합물?
우리 생활에서 떼놓을 수 없는 유기화합물을 알아보자!

과학 이론을 탐구하다 보면 알게 된다. 과학은 아주 흥미롭지만, 다가가기에는 너무 심오한 학문이라는 것을. 이와 같은 이유로 우리는 학교 졸업과 동시에 수학이나 과학에 등을 진다. 누군가는 재미있어 보이지만 너무 어렵다고 말하고, 또 누군가는 써먹지도 못하는 것을 왜 알아야 하냐고 묻는다. 그래서 준비했다. 재미있어 보이기는 하는데, 써먹지 못했던 ‘과학’을 일상의 영역으로! 나의 오늘이자 내일인 ‘일상’과 우주 정거장에서나 쓸모 있을 법한 ‘과학’이 공존할 수 있는 단어였던가?

사실 우리는 우리도 모르는 사이에 과학의 세계에서 살아가고 있다. 나도 몰랐던 ‘나의 과학적인 일상’을 하루 한 권 시리즈를 통해 들여다 보자. 새로운 세계가 펼쳐질지도 모른다. 또한, 과학을 이해하기 위한 언어인 ‘수학’까지도 일상의 영역으로 가지고 와 단순한 언어로 아주 쉽게 배울 수 있도록 차례를 구성했다. 몰라도 살아가는 데 아무 문제 없지만, 배우면 훨씬 더 교양 있는 ‘일상 과학’의 영역을 탐험하자! 언제 어디서나 가볍게, 한 손에 들어오는 ‘작은 노력’으로 커다란 지식의 즐거움을 누릴 수 있을 것이다.

유기화합물은 탄소를 포함한 화합물이다. 유기물의 종류는 무한대라 할 수 있을 정도로 방대하며 각각 다른 성질과 반응성을 지닌다. 화학에서는 그중 인간의 삶에 도움이 될 만한 것을 ‘기능’이라고 부른다. 기능 중 일부는 우리 일상생활과 밀접하게 연관되어 있으며 대표적으로 접착제나 감기약, 상처 연고 등이 상품으로 나와 있다. 액정 TV의 액정도 유기물 기능 중 하나이며 유기 발광 다이오드(OLED) TV까지 등장했다. 유기물은 소재로서 금속의 역할까지 위협하고 있다. 또 유기물은 원래 생체를 만드는 화합물을 지칭하는 말이므로 생체와도 떼려야 뗄 수 없는 관계다. 콘택트렌즈나 틀니, 인공 장기, 대체 장기 등도 유기물로 만들어진다. 이 책 『하루 한 권, 유기화합물』은 이러한 유기물의 기능을 일상적인 기능부터 최첨단 과학에서 활약하는 기능까지 폭넓게, 그리고 쉽고 즐겁게 소개했다. 어디서부터 읽어도 상관없도록 구성했으니 유기화합물에 대한 심리적 장벽을 허물고 가볍게 읽어보자!

목차

들어가며

제1장 빛을 내는 유기화합물
1-1 빛을 발하는 유기화합물
1-2 살인 현장을 알려주는 유기화합물: 루미놀 반응
1-3 노벨상을 가져다준 유기화합물: 평면해파리
1-4 빛을 내서 알려주는 유기화합물: 반딧불이 센서
1-5 벽면을 밝히는 유기화합물: 유기 발광 다이오드 조명
1-6 둥글게 말 수 있는 유기화합물: 유기 발광 다이오드 TV
1-7 전자 복사를 가능하게 하는 유기화합물
1-8 사진 촬영과 현상을 가능하게 한 유기화합물
COLUMN ATP

제2장 색을 내는 유기화합물
2-1 발색하는 유기화합물
2-2 유기화학의 예술품: 아크릴 물감
2-3 염색에 사용하는 유기화합물: 남염의 비밀
2-4 염색에 사용하는 유기화합물: 진흙 염색
2-5 로마 황제가 사랑한 유기 염료: 티리언 퍼플
2-6 하얀색을 되찾아 주는 유기화합물: 표백제
2-7 하얗게 빛나는 유기화합물: 형광 염료
2-8 모발을 염색하는 유기화합물
COLUMN 홍화

제3장 에너지를 만드는 유기화합물
3-1 화석 연료와 에너지: 기원은 유기 혹은 무기?
3-2 석탄과 에너지
3-3 석유와 에너지
3-4 천연가스와 에너지
3-5 오일 셰일과 오일 샌드
3-6 메테인 하이드레이트와 에너지
3-7 연료전지와 에너지
3-8 태양 전지와 에너지
3-9 유기 태양 전지와 에너지
COLUMN 메테인 하이드레이트

제4장 플라스틱의 기능
4-1 부드러워지는 유기화합물
4-2 부드러워지지 않는 유기화합물
4-3 전기가 통하는 유기화합물
4-4 형태를 기억하는 유기화합물
4-5 해수를 담수로 바꾸는 유기화합물
4-6 충치 치료에 사용하는 유기화합물
4-7 인쇄에 사용하는 유기화합물
4-8 소리를 내는 유기화합물
4-9 수족관의 하이라이트인 유기화합물
COLUMN 고분자의 종류

제5장 액정과 분자막의 기능
5-1 액정은 시냇물의 송사리?
5-2 온도를 표시하는 액정 테이프
5-3 전기로 바뀌는 액정의 방향
5-4 액정 TV의 구조
5-5 분자막은 조회 시간의 초등학생?
5-6 빨래하는 분자막
5-7 세포막이 되는 유기화합물
5-8 약을 환부에 전달하는 유기화합물: DDS
5-9 항암제로 사용하는 유기화합물
COLUMN 유연성 결정

제6장 초분자의 기능
6-1 초분자란?
6-2 해수에서 금을 채취하는 유기화합물
6-3 고추냉이의 향을 가두는 유기화합물
6-4 피부를 만드는 유기화합물
6-5 분자 1개로 기계가 되는 초분자
6-6 초전도체가 되는 유기화합물
6-7 자석에 붙는 유기화합물
6-8 광합성은 하나의 대서사시
6-9 엘리베이터를 타고 우주 정거장으로
COLUMN 생체를 구성하는 물질

제7장 유기화합물의 의외의 기능
7-1 폭발하는 유기화합물: 재래식 폭약
7-2 폭발하는 유기화합물: 신형 폭약
7-3 화재를 막는 유기화합물
7-4 냄비가 타지 않도록 하는 유기화합물
7-5 접착하는 유기화합물: 순간접착제
7-6 접착하는 유기화합물: 가열 접착제
7-7 광 정보를 전달하는 유기화합물
7-8 책상에서 사용되는 유기화합물
7-9 줄어들거나 주름지지 않게 하는 유기화합물
7-10 체취의 원인이 되는 유기화합물
7-11 몸을 따뜻하게 만드는 유기화합물
7-12 정전기를 막는 유기화합물
7-13 금속과 상호작용하는 유기화합물
7-14 촉매의 작용
7-15 커플링 반응
COLUMN 신 레몬을 달게 만드는 기능

제8장 생명을 유지하는 유기화합물
8-1 산소를 운반하는 유기화합물
8-2 유전을 지배하는 유기화합물
8-3 생체 반응을 제어하는 유기화합물: 효소ㆍ보효소
8-4 생체 기능을 제어하는 유기화합물: 호르몬
8-5 이성을 유혹하는 유기화합물: 페로몬
8-6 정보를 전달하는 유기화합물
8-7 시각을 보조하는 유기화합물
8-8 후각과 미각을 보조하는 유기화합물
COLUMN 생명이란?

제9장 생체 기능을 보완하는 유기화합물
9-1 안경에 사용되는 유기화합물
9-2 콘택트렌즈에 사용되는 유기화합물
9-3 맛있게 씹기 위한 유기화합물
9-4 풍만한 가슴과 풍성한 흑발을 연출하는 유기화합물
9-5 네일아트를 장식하는 유기화합물
9-6 인공 투석과 인공 폐를 보조하는 유기화합물
9-7 인공 간과 인조 혈관을 만드는 유기화합물
9-8 인공 피부를 만드는 유기화합물
9-9 인공 미각 센서를 보조하는 유기화합물
COLUMN 회양목 빗보다 더 좋은 회양목 틀니

제10장 건강에 도움을 주는 유기화합물
10-1 아로마 테라피를 연출하는 유기화합물
10-2 다이어트 감미료에 사용되는 유기화합물
10-3 해열 소염제의 어머니와 자매 격인 유기화합물
10-4 다이너마이트에서 협심증 특효약으로
10-5 독가스에서 항암제로
10-6 항암제가 된 유기화합물
10-7 치매 치료제가 된 유기화합물: 키노포름
10-8 독성도 유기화합물의 기능 중 하나
10-9 사람에게 도움이 되는 독성 유기화합물
COLUMN 노벨 화학상

제11장 환경에 도움을 주는 유기화합물
11-1 사막 녹지화에 이바지하는 유기화합물
11-2 물을 투명하게 만드는 유기화합물
11-3 오염을 제거하는 유기화합물
11-4 PCB를 분해하는 유기화합물: 물의 상태도 살펴보기
11-5 PCB를 분해하는 유기화합물
11-6 인스턴트커피의 원리 (번외편)
11-7 배기가스를 정화하는 촉매: 삼원 촉매
11-8 세균을 분해하는 유기화합물
11-9 토목 공사에 도움을 주는 유기화합물

주요 참고 도서

책 속으로

유기화합물은 탄소를 포함한 화합물입니다. 탄소는 희한한 원소여서 개수 제한 없이 연속해서 연결할 수 있습니다. 고분자 유기물의 대표 격인 폴리에틸렌은 수천~수만 개의 탄소가 연결된 기다란 사슬 형태의 화합물입니다. 이러한 탄소 사슬은 길게 늘어날 뿐 아니라 가지가 갈라져서 고리형 구조를 만들고 이들이 연결되어 더욱 복잡한 구조체로 진화합니다. 그 결과 유기물 종류는 무한대라 할 수 있을 정도로 방대해지지요.
-3쪽

TV 디스플레이는 브라운관에서 평면을 거쳐 이제는 유기 발광 다이오드(OLED) TV로 넘어왔다. 유기 발광 다이오드는 빛을 내는 유기물을 뜻한다. 유기 발광 다이오드는 TV 외에도 다양한 방법으로 활용할 수 있다.
-20쪽

여기서 등장한 물감이 아크릴 물감이다. 아크릴 물감은 안료를 투명한 플라스틱이자 유기물인 아크릴 수지로 고착시킨 물감이다. 아크릴 수지 미립자를 물에 분산시킨 용액(에멀션)을 만들고 이를 안료와 섞어 물감으로 만든다. 건조하면 단단한 고체가 되며 온도와 습도 변화에 강하고 캔버스뿐 아니라 유리, 금속 등 소재를 가리지 않는 데다가 안료 색채 그대로 고착할 수 있는 현대 유기화학이 낳은 물감이다.
-32쪽

기존의 충치 치료란 썩은 부분을 깎아 내고 팔라듐 Pd 등의 금속을 수은과 합금한 아말감을 채워 넣는 방식이었다. 하지만 미나마타병까지 언급하지 않아도 수은 자체가 유독 금속이며 팔라듐은 귀금속이지만 알레르기 반응을 일으키는 사람도 있다. 이런 물질은 꼭 필요하지 않다면 굳이 사용할 필요가 없다. 이때, 빛으로 굳히는 광경화성 수지가 활약한다.
-78쪽

분자막은 조회 시간에 운동장에 모인 초등학생 집단으로 비유할 수 있다. 아이들은 한순간도 가만히 있지 않는다. 옆에 있는 친구에게 장난을 치거나 줄을 벗어나거나 화장실을 가는 아이도 있다. 분자막도 이와 동일한 상태다. 분자막을 구성하는 분자는 막에서 떨어져 나가기도 다시 돌아오기도 한다.
-97쪽

카본나노튜브는 긴 튜브형 물질이다. 양 끝은 닫혀 있는 경우가 많지만, 열려있기도 하다. 또한 한 겹이 아니라 안쪽에 몇 겹의 튜브가 들어간 다층 튜브도 있다. 카본나노튜브는 유기 반도체 등으로 전자기기에 활용하는 방법 외에도 구조 재료로써도 기대받고 있다. 우주 정거장은 우주선에 탑승하는 우주인의 물자 수송에 의존하지만, 이를 엘리베이터로 대신하려는 구상이 진행 중이다. 즉 우주 엘리베이터다. 이 우주 엘리베이터의 축으로 사용하고자 카본나노튜브를 적당한 고분자로 침윤한 복합 재료를 만들려는 아이디어다. 인류의 꿈은 얼마든지 넓어질 수 있다.
-124쪽

유기 합성 기술은 다양하게 개발되었는데 그중 하나로 2010년 노벨 화학상을 받은 크로스 커플링 반응이 있다. 이 반응은 분자 A와 B를 결합(커플링)해 새로운 분자 AB를 만드는 기술이다. A와 B라는 서로 다른 분자를 결합하므로 크로스 커플링이라고 구분해서 부른다. 이 방법을 사용하면 복잡한 구조의 분자도 부분적으로 만든 후 마지막에 조합해서 만들 수 있다. 조립식 건축과 비슷하다.
-156쪽

연구 결과 탈리도마이드는 세포 증식을 저해하는 작용이 있음을 알아냈다. 따라서 아기의 팔이 발달하지 못한 것이다. 하지만 여기에서 한 줄기 빛을 찾은 의료 관계자가 있었다. 암은 암세포가 이상적으로 증식하면서 발병한다. 그렇다면 암 환자에게 탈리도마이드를 투여하면 암 증식을 억제할 수 있지 않을까? 이러한 예상을 바탕으로 세심한 감시하에 암 환자에게 탈리도마이드가 투여되었다. 결과는 예상 대로였다. 암세포가 위축한 것이다.
-208쪽

출판사 서평

배움에는 끝이 없고, 세상에는 신비로운 것들이 너무 많으니까!
몰라도 괜찮지만 배우면 훨씬 더 교양 있는 ‘일상 과학’의 세계로 들어가 보자

내가 배운 물리, 화학, 생물은 정말 어려운 것이었을까? 그렇게나 풀기 싫었던 미적분과 기하학은 대체 왜 배워야 했던 걸까. 일상에서 써먹을 수 있는 날이 오기는 할까? 그런 의문을 마음 어디엔가 품고 있었다면, ‘하루 한 권 시리즈’를 펼쳐 보자.

내일을 바꾸는 단 한 권의 지식, 하루 한 권 시리즈!

하루 한 권 시리즈는 우리가 일상에서 활용할 수 있도록 과학이 갖춘 실용적인 모습을 파헤치는 과학 교양 도서다. 과학을 잘 모르는 사람들도 쉽게 읽고 이해할 수 있도록 도판, 표, 친절한 설명을 통해 최대한 쉽게 내용을 담았다. 예컨대 어떻게 하면 훨씬 더 과학적으로 노력할 수 있는지, 어제 사 온 씨앗을 가장 빨리 싹틔우는 방법, 새집 증후군은 왜 생기는지까지. 일상에서 마주할 법할 부분들을 과학적으로 설명했다. 어렵거나 이해할 수 없는 내용이 아니라 우리 삶과 밀착된 문제를 과학을 통해 풀어내고, 그것들을 어떻게 바라보면 좋을지 함께 고민하는 책이다. 배움에는 끝이 없고 세상에는 너무 신기한 것들이 많으니까. 우리가 살아가는 일상의 ‘어떤’ 현상들을 과학의 눈으로 분석적으로 바라볼 수 있다면 얼마나 좋을까? 그것도 아주 가볍게, 책 한 권으로 말이다. 그리고 그러한 시각을 가진다는 건, 우리가 살아감에 있어 생존의 무기 하나를 더 가지게 됨을 의미한다. 이러한 무기는 우리가 어떤 현상에 지혜롭게 대처하고 싶을 때 활용할 수 있는 힘이 되어줄 것이다.

다양한 주제, 내 취향에 맞는 카테고리를 찾아보자!

책은 한 손에 가볍게, 지식은 머릿속 깊숙이! 언제 어디서나 가볍게 읽을 수 있도록 한 손에 들어오는 작은 크기로 만들었다. 각각의 주제마다 검증된 집필진이 써 내려가는 과학의 세계를 탐험하다 보면, 어느 순간 숫자와 지식으로 바라보는 세계에 푹 빠지게 될지도 모른다. 지하철이나 버스, 쉬는 시간에 조금씩 읽을 수 있도록 아주 쉽고 재미있는 내용으로만 구성했다. 세상을 분석적으로 바라보는 나의 모습을 기대해도 좋다. 주제 역시 물리, 화학, 생물학, 지구과학, 수학 등 다양한 카테고리로 구성되어 있어 내 취향에 맞는 책으로만 꺼내 읽기에도 적당하다. 나는 어떻게 하면 천재가 되어 일류의 세계로 향할 수 있는지… 사람이 만들어 낸 ‘진짜 광기’의 화학 물질이 무엇인지. 이런 뜬금없는 질문도 좋다. 우리가 단순히 감각하는 세상 말고, 세상의 보이지 않는 현상까지도 과학적으로 풀어내 보자. 과학은 이론이 아니라 실전이니까!

복잡해 보이기만 하던 유기화합물을 쉽고 즐겁게!

‘유기화합물’이라고 하면 화학은 어렵다는 생각부터 하며 꺼리는 사람이 많다. 하지만 현대 사회에서는 유기화합물 없이 살아가기 힘들 정도로 일상생활의 많은 부분이 유기화합물로 채워져 있다. 그러니 자세한 화학식까지는 모르더라도 무엇이 어떤 기능을 가진 유기화합물인지 알아둔다면 생활이 조금 더 편리해질 것이다. 예를 들어 진통제로 쓰이는 유기화합물에는 대표적인 몇 가지가 있는데 사람에 따라 잘 듣는 성분이 다르다. 그러므로 그 약이 어떤 유기화합물을 사용했는지 알아두면 급하게 들른 약국에 늘 먹던 약이 없더라도 같은 성분을 사용한 약을 찾으면 된다. 『하루 한 권, 유기화합물』은 그뿐만 아니라 수많은 유기화합물을 소개하고 있다. 거창해 보이지만 내용은 별로 어렵지 않다. 일상생활 곳곳에 사용되는 유기화합물을 소개하고 그림과 함께 설명한다. 물론 화학식도 빼놓을 수 없다. 그러나 크게 신경 쓰지 않아도 된다. 내용을 먼저 이해하고 좀 더 깊이 알아보고 싶다면 그때 살펴봐도 늦지 않다. 유기물의 기능은 무한대로 넓어지고 있다. 어렵다는 생각을 한 수 접어두고 이 책을 읽으며 관심을 가지다 보면 아직 아무도 발견하지 못한 유기물의 기능을 발견하게 될지도 모르는 일이다.

작가정보

저자(글) 사이토 가쓰히로

1945년 5월 3일생. 1974년 일본 도호쿠대학 대학원 이학연구과 박사과정 수료. 현재 나고야시립대학 특임 교수, 아이치가쿠인대학 객원 교수, 긴죠가쿠인 객원 교수, 나고야공업대학 명예 교수 등을 겸임. 이학 박사. 전문 분야는 유기화학, 물리화학, 광화학, 초분자화학이다. 저서로는 『マンガでわかる有機化学 가볍게 읽는 유기화학』, 『金属のふしぎ 금속의 신비』, 『レアメタルのふしぎ 희귀금속의 신비』, 『毒と薬のひみつ 모르면 독이 되는 독과 약의 비밀』, 『知っておきたい有害物質の疑問100 유해물질 의문 100』, 『知っておきたいエネルギーの基礎知識 알고 싶은 에너지의 기초지식』, 『知っておきたい太陽電池の基礎知識 알고 싶은 태양 전지의 기초지식』<サイエンス・アイ新書>, 『하루 한 권, 주기율의 세계』, 『하루 한 권, 일상 속 화학 반응』, 『하루 한 권, 화학 열역학』<드루> 등이 있다.

번역 신재은

이화여자대학교 경영학 학사 취득 후 이화여자대학교 통역번역대학원 한일 통역과 졸업. 인하우스 통번역사로서 금융, 출판, IT 등 다양한 분야에서 근무하며 현재는 일본향 플랫폼 서비스 프로젝트 PO를 맡고 있으며, 프리랜서 통번역가로도 활동 중이다.