청소년을 위한 교양 화학: 콜로이드

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

콜로이드는 우리 일상에서 빼놓을 수 없는 물질이다. 아침에 마시는 우유부터 저녁 식탁의 마요네즈, 화장실에서 사용하는 치약과 샴푸, 그리고 우리 몸속을 흐르는 혈액까지 모두 콜로이드의 세계에 속한다. 1861년 토마스 그레이엄이 처음 발견한 이후 160여 년간 콜로이드 과학은 눈부시게 발전해왔다. 분자보다는 크지만 현미경으로도 보기 어려운 1나노미터에서 1마이크로미터 사이의 미세한 입자들이 만들어내는 신비로운 세계는 물리학과 화학의 경계를 넘나들며 새로운 현상들을 보여준다. 이 책은 바로 그 콜로이드의 세계를 중학생도 이해할 수 있도록 친근한 사례와 함께 풀어낸다.

콜로이드 입자들은 끊임없이 움직이며 독특한 성질을 나타낸다. 로버트 브라운이 꽃가루에서 발견한 불규칙한 입자 운동은 아인슈타인의 이론으로 설명되었고, 존 틴들이 발견한 빛의 산란 현상은 안개 낀 날 자동차 헤드라이트가 보이는 이유를 알려준다. 콜로이드 입자들은 전기를 띠고 서로 밀어내거나 끌어당기며, 때로는 뭉쳐서 가라앉기도 하고 보호막에 둘러싸여 안정하게 떠있기도 한다. 비누 분자들이 물에서 공 모양으로 뭉치는 미셀 현상이나 액체처럼 흐르면서도 형태를 유지하는 젤의 성질은 모두 콜로이드만의 특별한 물리 화학적 원리에서 비롯된다. 이러한 원리들은 복잡해 보이지만 실제로는 우리 주변에서 매일 경험하는 현상들이다.

현대 산업과 기술 발전의 핵심에는 콜로이드가 자리하고 있다. 식품 산업에서는 아이스크림의 부드러운 질감과 초콜릿의 매끄러운 입자 분산을 위해 콜로이드 기술을 활용한다. 의약품 분야에서는 주사제의 안정성과 연고의 균일한 분포를 위해 콜로이드 시스템을 정교하게 설계한다. 화장품에서는 로션과 크림의 에멀젼 기술, 파운데이션의 색소 분산, 선크림의 자외선 차단 입자 분산이 모두 콜로이드 과학의 산물이다. 환경 분야에서는 미세먼지 문제 해결과 정수 처리 기술에 콜로이드 원리가 적용되고, 페인트와 잉크, 세라믹 제조 등 다양한 산업 분야에서도 콜로이드는 핵심 기술로 자리매김하고 있다.

나노 기술의 발전과 함께 콜로이드는 새로운 전성기를 맞고 있다. 양자점 콜로이드의 형광 성질, 금 나노입자의 의료 진단 응용, 탄소 나노튜브와 그래핀의 분산 기술은 21세기 과학 기술의 최전선에서 활약하고 있다. 3D 프린팅의 콜로이드 잉크, 인공 근육의 스마트 콜로이드, 차세대 배터리의 콜로이드 전해질은 우리의 미래를 바꿀 기술들이다. 이 책은 콜로이드의 기초 개념부터 최신 응용 기술까지 24개 챕터에 걸쳐 체계적으로 다루며, 독자들이 과학의 즐거움과 동시에 현실적인 응용 가능성을 함께 발견할 수 있도록 구성되어 있다. 콜로이드 과학을 통해 미시 세계와 거시 세계를 연결하는 과학적 사고력을 기를 수 있을 것이다.

목차

1. 콜로이드의 발견
2. 콜로이드 입자의 크기
3. 콜로이드의 8가지 종류
4. 틴들 효과의 신비
5. 브라운 운동의 발견
6. 표면과 계면의 세계
7. 흡착의 마법
8. 전기를 띤 콜로이드
9. 콜로이드의 응고
10. 보호 콜로이드의 역할
11. 에멀젼의 세계
12. 거품의 과학
13. 젤의 신비한 성질
14. 미셀과 계면활성제
15. 생체 속 콜로이드
16. 콜로이드 제조법
17. 콜로이드 분석 기술
18. 식품 속 콜로이드
19. 의약품과 콜로이드
20. 화장품의 콜로이드
21. 환경과 콜로이드
22. 산업 속 콜로이드
23. 나노 콜로이드 시대
24. 콜로이드의 미래

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.