쓸모의 과학 신소재

“쓸모에 의해 선택된, 결국 살아남은 소재들”

연세대학교 신소재공학과 조용수 교수가 선보이는

변화무쌍한 미래 사회를 예측하는 가장 완벽한 안내서

“쓸모에 의해 선택된, 결국 살아남은 소재들”

눈에 보이는 모든 물질을 이루는 소재에 관한

보이지 않는 비밀을 풀다

인류 문명이 획기적으로 발전하는 순간마다 신기한 소재의 탄생과 함께했다. 합성 고무, 나일론, 반도체, 그래핀, 퀀텀 닷……. 이처럼 새로운 소재의 발견과 발명은 이 세상을 변화시키는 원동력이 되어 왔다. 즉, 오늘날까지 유용하게 쓰이고 있는 것들은 ‘쓸모’에 의해 선택된, 살아남은 소재들이라고 할 수 있다.

최근 신소재의 중요성이 무엇보다 강조되고 있는 이유도 미래 사회에 펼쳐질 삶의 무한한 가능성이 한계를 뛰어넘는 신기한 소재의 등장과 밀접하게 관련되어 있기 때문이다. 즉, 소재의 과거와 현재, 미래를 살펴보는 것은 앞으로 다가올 사회를 예측하는 것뿐만 아니라 미래의 경쟁력을 갖추는 데에도 반드시 필요하다. 선택이 아닌 생존을 위한 필수 요건인 것이다. 그러므로 연세대학교 신소재공학과 교수이자 전자 세라믹스 분야의 권위자인 조용수가 선보이는 『쓸모의 과학, 신소재 : 세상에 이로운 신소재 이야기』는 변화무쌍한 미래 사회를 예측하기 위한 가장 완벽한 안내서라고 할 수 있다.

최대한 복잡한 수식을 사용하지 않고 상식적인 수준에서 과학적 원리를 다루고자 한 이 책은 신소재에 문외한이라도 관심이 있는 누구라도 쉽게 접근할 수 있도록 쓰여졌다. 특히 중고등학생에게는 잠재되어 있는 자신의 가능성을 발견하는 진로 선택의 중요한 기회로 활용되었으면 한다. 쓸모의 신소재에 대한 지적 호기심이 이어지길 바란다.

지은이 : 조용수

연세대학교 세라믹공학과 학사 학위와 미국 알프레드(Alfred) 소재 뉴욕 주립대에서 공학박사 학위를 받았다. 미국 듀폰 연구소에서 연구원으로 일하다가 연세대학교 신소재공학과 교수로 부임했다. 다수의 우수강의 교수상, 우수연구업적 교수상을 수상했으며 매일경제신문, 세계일보에 과학 관련 칼럼을 연재했다. 한국세라믹학회 부회장을 역임했으며 현재 연세대학교 학부대학 학장을 맡고 있다. 전자 세라믹스 분야의 권위자이다.

프롤로그 소재를 통한 인류 문명 이어 가기

소재 이해의 시작

1. 소재란 무엇인가

소재는 어디에서 오는가

변화의 순간

소재의 선택지들

가치를 더하는 신소재

2. 살아남은 소재 이야기

불가피한 소재의 선택

생활 속의 신기함

소재 특성, 선택의 기준

3. 인류 역사를 이끈 물질

최초의 인공 소재, 점토

최초의 금속, 구리

화폐의 시작, 금과 은의 발견

철의 등장, 철의 시대

유리의 우연한 발견

플라스틱의 출발

주변의 소재 이야기

4. 소재는 어떻게 존재하나

최소 단위의 세계, 원자

원자 간 결합, 소재의 시작

원자의 규칙적 배열, 결정

고체에서의 물질 이동

전자가 위치하는 곳, 에너지 밴드

5. 반전의 과학, 개선된 소재들

완벽하지 않은 소재

의도된 결함, 새로운 발견의 시작

결함과 함께하기

6. 쓸모의 재료, 세라믹·금속·폴리머

무한 응용 물질, 세라믹

가치의 물질, 금속

가벼움의 다양함, 폴리머

7. 한계를 넘는 소재의 발견

인위적인 소재, 복합 재료

정보 시대의 핵심, 반도체 소재

보이지 않는 과학, 나노 소재

다양한 변신, 탄소 소재

반응하는 소재의 세계

8. 전기에 반응하는 소재

전기가 흐르는 경우

반도체에서 전기의 흐름

반도체 소재를 이용하는 디바이스

흐르지 않는 전기의 활용

9. 자석이 되는 소재

자기장에 반응하는 소재

자기 현상의 활용

10. 빛을 이용하는 소재

빛과 물질의 상호 작용

방출되는 빛 에너지의 활용

11. 열에 민감한 소재

소재가 열을 받을 때

열에너지의 감지와 활용

12. 힘에 대응하는 소재

힘에 반응하는 물리적 변화

외부 압력의 활용

13. 소재가 기여하는 에너지

태양 전지, 재생 에너지의 희망

배터리, 에너지 저장의 수단

연료 전지, 그린 수소의 에너지화

14. 미래 소재로의 진화

더 나은 제품에 대한 희망, 다가온 소재

사회 변화의 시작, 다가올 소재

에필로그