WHY 첨단소재

첨단 소재가 세상을 바꿔 나간다!
우리가 배웠던 인류의 역사는 보통 구석기 시대를 시작으로, 신석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대로 나누어진다. 이것을 나눈 기준은 사람들이 사용했던 소재의 변화에 있다. 청동기의 등장은 돌에 의존했던 생활을 뒤바꾸었고, 이후 철기 시대에 들어서면서 철로 무장한 군대를 이끈 나라들이 청동 무기를 사용하던 나라를 꺾고 강국이 되었다. 철기 시대가 이어진 20세기에는 더욱 다양해진 금속과 나일론 등이 새로 쓰이면서 사람들의 생활 모습이 많이 바뀌었다. 이렇게 시대에 따라 신소재의 기준은 계속 달라진다. 그렇다면 오늘날의 신소재 즉, 첨단 소재로는 어떤 것들이 있을까?
현재 우리 생활 곳곳에 쓰이는 금속을 대신할 수 있는 첨단 소재로 탄소 섬유가 있다. 탄소 섬유는 알루미늄보다 가볍고 철보다 강하여 여러 기술 분야에서 미래형 소재로 주목 받고 있다. 또, 액정 디스플레이, 태양 전지, 전기 자동차 배터리 등에 사용되는 희소 금속이 있다. 희소 금속은 말 그대로 희소성이 있는 한정된 자원이며, 첨단 제품 생산에 없어서는 안될 중요한 소재이다. 다소 생소한 이름들이지만 모두 익숙한 물건의 재료로 사용되고 있다. 최근에는 벌목과 물 부족의 환경 문제를 이끌고 오는 종이의 주재료 펄프가 석회암으로 대체되는 사례가 있었다. 이처럼 평범한 소재들이 신기술의 대체재로써 첨단의 옷을 입고 새롭게 등장하기도 한다.
《Why? 첨단 소재》 편은 지금까지 우리 사회를 크게 변화시킨 신소재들에 이어 차세대 과학 기술을 책임질 여러 가지 소재를 다룬다. 일상에서 매일 보는 물건들의 재료를 새로운 눈으로 보고, 첨단 산업 속의 주요 소재들을 알고 나면, 먼 미래 생활의 변화까지도 예측해 볼 수 있을 것이다. 엄지, 꼼지와 함께 상상 그 이상의 첨단 소재 연구 단지로 첫걸음을 내디뎌 보자.

저자 : 전재운 
만화 스토리 작가로 활동하고 있습니다. 다양한 어린이 잡지에 만화를 연재해 왔고, 지금까지 쓴 작품으로는 《마법천자문을 찾아라!》《Why? 고대문명》《Why? 유전과 혈액형》《Fun Fun 과학: 컬러》 등이 있습니다.

 

그림 : 이두원 
현재 '파피루스'에서 재미있고 유익한 학습만화를 그리는 데 최선을 다하고 있습니다. 주요 작품으로는 <발명.발견 타임머신 대모험>, <꼬질꼬질 인체과학>, <Why: 갯벌>, <Why 별과 별자리> 등이 있다.

 

감수 : 조욱 
연세대학교 세라믹 공학과를 졸업하고 서울대학교에서 재료공학 석사.박사 학위를 받았습니다. 2007년부터 독일 다름슈타트 공과대학에서 조교수로 활동했고, 2014년부터 울산과학기술원(UNIST) 신소재 공학부에서 재직 중이며 유니스트-헬름홀쯔 율리히 미래 에너지 혁신 연구 센터장을 역임하고 있습니다. 저서로 <나는 신기한 물질을 만들고 싶다>, <세상을 뒤흔든 재료 세상> 등이 있습니다.

 

Why? 첨단 소재를 내면서 … 3
어린이 배틀 로봇 대회! … 8
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신소재의 정의 … 19
세상을 변화시킨 신소재 … 24
세계의 신소재 개발 경쟁 … 34
필요에 의해 탄생하는 신소재 … 42
금속을 대체하는 탄소 섬유 복합재 … 46
플러렌과 탄소나노튜브 … 51
꿈의 신소재 그래핀 … 60
희소 금속과 희토류 … 68
희소 금속의 대체재와 대체 기술 … 78
산업 스파이 루팡의 정체는? … 86
메타 머티리얼과 스텔스 기술 … 90
세라믹 소재와 초전도체 … 96
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합성 섬유와 합성 고무 … 113
놀라운 3D 프린터의 세계 … 123
생물에게서 힌트를 얻은 신소재 … 130
미래에 등장할 신소재 … 138
루팡은 바로! … 144
신소재로 인한 문제점 … 147
드디어 결승전! … 155