청소년을 위한 교양 화학: 나노화학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

나노미터는 10억분의 1미터로, 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당하는 극미세한 세계입니다. 이 책은 중학생도 이해할 수 있도록 일상생활 속 비유와 구체적인 사례를 통해 나노화학의 모든 개념을 설명합니다. 리처드 파인만의 나노기술 예언부터 시작하여 현재까지 나노과학이 어떻게 발전해왔는지 역사적 배경을 담고 있습니다. 물질이 나노 크기가 되면 왜 색깔이 바뀌고 성질이 달라지는지, 표면적 대 부피 비율의 증가가 어떤 놀라운 변화를 가져오는지 과학적 원리를 차근차근 풀어냅니다.

축구공 모양의 풀러렌, 강철보다 강한 탄소나노튜브, 원자 한 층 두께의 그래핀까지 탄소나노물질의 신비로운 세계를 탐험합니다. 크기에 따라 다른 색깔을 내는 양자점의 원리와 루이스 브루스의 발견 과정, 비누 분자가 스스로 배열하는 자기조립 현상과 장 마리 렌의 초분자화학 연구를 소개합니다. 표면과학의 아버지 랭뮤어의 단분자막 연구와 촉매반응에서 표면의 중요한 역할도 다룹니다. 상향식과 하향식 나노입자 합성 방법, 화학적 환원법과 졸겔법 등 다양한 제조 기술의 원리와 특징을 설명합니다.

나노기술이 의학, 에너지, 환경 분야에서 어떻게 활용되고 있는지 구체적인 사례를 제시합니다. 암세포만 찾아가는 스마트 나노 치료제, 바이러스를 모방한 약물전달 시스템, 재생의학에 사용되는 나노스캐폴드 기술을 설명합니다. 페로브스카이트 나노결정 태양전지의 고효율 원리, 리튬이온 배터리 성능 향상을 위한 나노소재, 환경 에너지 하베스팅 기술도 다룹니다. 이산화티타늄 나노입자를 이용한 광촉매 정화기술, 중금속 제거용 나노흡착제, 미세먼지 차단용 나노필터 등 환경 문제 해결에 기여하는 나노기술을 소개합니다.

무어의 법칙과 나노전자소자, 플라즈모닉 기술, 나노자성체의 의료 응용까지 최첨단 나노기술의 현주소를 보여줍니다. 주사전자현미경, 원자힘현미경 등 나노세계를 관찰하는 분석기법과 나노물질의 안전성 평가, 윤리적 고려사항도 균형 있게 다룹니다. 4차 산업혁명에서 나노기술의 핵심 역할과 인공지능과의 융합 연구 동향, 우주개발에서의 활용 가능성까지 미래 전망을 제시합니다. 나노화학 연구자의 진로와 세계적인 연구소들을 소개하여 독자들이 진로를 설계하는 데 도움을 줍니다. 이 책은 나노화학의 기초부터 최신 연구 동향까지 체계적으로 정리하여 과학적 사고력을 기르는 데 기여할 것입니다.

목차

1. 나노세계 첫걸음
2. 작아지면 달라지는 성질
3. 탄소나노 건축물
4. 빛나는 양자점
5. 자연의 자기조립
6. 표면의 숨은 비밀
7. 나노입자 만들기
8. 나노복합체의 힘
9. 생명체와 나노협업
10. 나노의사의 치료
11. 나노전자의 세계
12. 빛과 나노의 만남
13. 나노촉매의 마법
14. 나노에너지 혁명
15. 나노로 지구구하기
16. 나노세계 관찰법
17. 나노막의 기적
18. 나노코팅 변신술
19. 나노센서의 감각
20. 나노기계 공학
21. 플라즈몬의 빛
22. 나노자석의 신비
23. 나노안전과 윤리
24. 미래나노 트렌드
25. 나노화학자의 길

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.