나는 화학으로 세상을 읽는다

• 세탁기 안에서 세제는 무슨 역할을 할까?
• 빛은 어떻게 두꺼운 유리를 통과할까?
• 포스트잇을 계속 뗐다 붙였다 할 수 있는 이유는?
• 비바람은 막고 땀은 배출하는 고어텍스의 원리는 뭘까?
• 미래에는 왜 전기차의 시대가 올 수밖에 없을까?

화학을 알면 세상 모든 사물의 원리가 보인다!

▼ ‘화학’이 일상에 재미를 더하는 ‘교양’이 되다
주식 투자를 향한 관심이 한창이다. 주식 창에 들어가면 수많은 기업 이름이 죽 나오는데 그중 ‘화학’이 들어간 기업명이 꽤 많다. 그리고 이들은 대개 주가가 높은 대기업이다. 이름에 화학을 내건 기업들은 배터리부터 반도체, 석유 그리고 백신까지 이 시대의 핵심적 기술을 다룬다. 이처럼 화학은 다양한 과학 분야 중에서도 우리 일상의 편리를 위해 가장 적극적으로 쓰이는, 가장 쓸모가 많은 과학이다.
《나는 화학으로 세상을 읽는다》는 기초적인 화학 지식부터 주변의 흔한 물건에 담긴 화학 원리를 쉽게 전한다. 빨래 세제의 역할부터 창문의 유리가 어떻게 빛을 통과시키는지, 서랍 속 포스트잇의 원리, 옷장 속 고어텍스 기술, 혁신의 한복판에 있는 전기자동차까지. 일상과 접목한 화학 이야기는 과학이 낯선 독자도 호기심을 잃지 않고 끝까지 읽어볼 수 있게 한다.
이 책의 저자, 크리스 우드포드는 과학 지식을 쉽고 흥미롭게 전하는 영국의 대표적 과학 작가다. 어린이부터 성인까지 모두 읽을 수 있는 수준의 과학책을 써왔고, 《도구와 기계의 원리 NOW》와 같은 수많은 베스트셀러 제작에 도움을 주기도 했다. 이 책이 2016년, 미국물리학회(AIP)에서 올해의 과학책으로 선정된 것도 이러한 이유 때문이다. 《나는 화학으로 세상을 읽는다》는 지난 5월 출간한 《나는 물리로 세상을 읽는다》와 같은 저자의 원서를 바탕으로 구성한 책이다. 《나는 물리로 세상을 읽는다》에는 중력과 빛 등 물리와 관련한 내용을, 이 책에는 원자나 금속 등 화학에 기반을 둔 내용으로 구성했다.
우리는 화학의 존재를 전혀 의식하지 않고 살아갈 수 있다. 하지만 화학이 없다면 우리 일상을 구성하는 대부분의 사물이 의미를 잃는다. 화학은 문명의 기반이다. 그래서 화학을 알면 우리 주변 사물의 원리를 이해할 수 있다. 이는 순수한 지적 호기심을 채워줄뿐더러 우리 일상을 좀 더 편리하게 개선할 유용한 지식이 될 수도 있다.
《나는 화학으로 세상을 읽는다》를 읽는 데는 아무런 사전 지식이 필요 없다. 화학을 향한 순수한 호기심만 있다면 청소년부터 성인까지 충분히 끝까지 읽을 수 있다. 이 책을 덮고 나면 화학으로 이뤄진 새로운 일상이 보이기 시작할 것이다.

▼ 평범한 주변을 가득 채운, 쓸모 있는 화학 이야기
이 책에는 화학에 관한 일상적이고 흥미로운 지식이 가득하다. 편리함의 대명사이자 환경오염의 주범으로 떠오르는 플라스틱, 플라스틱은 왜 썩지 않을까? 플라스틱은 폴리머라고 부르는 고분자로 이뤄졌는데 극소수의 박테리아를 제외하면, 지구의 어느 생명체도 플라스틱을 먹거나 소화하는 방법을 익히지 못했기 때문이다. 플라스틱은 인류가 만든 화학 발명품으로 불과 한 세기 전에는 존재하지도 않았다.
접착에 관한 흥미로운 화학 지식도 있다. 풀을 발라 벽에 붙인 종이가 자꾸 떨어지는 경우가 있다. 이때 종이와 풀이 서로 잘 붙지 않는다고만 생각하기 쉬운데 자세히 보면 이 상황에서 필요한 접착은 세 가지다. 먼저 풀과 종이 사이의 접착성, 다음은 풀과 벽에 사이의 접착성 그리고 간과하기 쉬운 것이 풀 자체의 접착성이다. 풀 일부는 여전히 종이에 붙어 있고 나머지는 벽에 남아 있다면 이는 벽지의 문제가 아니라 풀 자체가 스스로 뭉쳐있는 힘이 부족한 것이다.
얼음에 관한 미스터리도 있다. 우리는 흔히 얼음 표면에 물기가 있어 얼음이 미끄럽다고 여겨왔다. 이는 리처드 파인먼 같은 유명 과학자도 마찬가지였다. 하지만 지금 과학의 생각은 다르다. 현재 나름대로 가장 설득력 있는 이론은 얼음에는 액체와 유사한 코팅이 내장돼 있으며, 이 코팅은 온도가 올라갈수록 크기가 커진다는 것이다. 아직 결론은 이렇다. 얼음은 미끄럽다. 왜냐하면 얼음은 미끄러우니까.
삐걱대는 목재를 둘러싼 통념도 뒤집는다. 버려진 집에 발을 내딛다 삐걱대는 마룻바닥 소리에 흠칫 놀라는 주인공을 너무 많이 봐왔기에 우리는 흔히 삐걱대는 소리가 목재가 노쇠했음을 의미하는 것처럼 여긴다. 하지만 이 책에 따르면 목재가 삐걱대는 소리는 건강의 신호다. 목재가 힘을 받으면 그 안의 섬유들이 서로 미끄러지고 비벼지면서 소리가 나는데, 이는 목재가 아직 신축성을 발휘하며 압박과 변형을 부드럽게 흡수하고 있다는 뜻이다. 생명력을 잃고 뻣뻣해진 나무는 힘을 가해도 변형이 일어나지 않아 움직임이나 삐걱거림도 없다.
왜 우리는 항상 물로 씻을까? 물 없이 더러운 것을 씻는 행위는 상상하기 힘들다. 물은 어떻게 더러운 입자를 벗겨내는 걸까? 물 분자가 비대칭이기 때문이다. 물 분자는 수소 원자 두 개가 산소 원자 하나에 붙어서 삼각형을 이루는데 수소 끝은 약한 양전하를 띠고, 산소 끝은 약한 음전하를 띤다. 물 분자는 이렇게 자석처럼 두 개의 상반된 ‘극’을 가진 까닭에 극성 분자라고도 불린다. 그래서 물 분자가 자석처럼 때에 달라붙어 함께 떨어져 나갈 수 있는 것이다. 물은 그 자체로 뛰어난 청소부다.
스웨터는 왜 따뜻할까? 여기에도 화학적 이유가 있다. 단순히 두꺼운 실들이 공기를 머금어 따뜻한 것만은 아니다. 울은 물을 만나면 발열하는 성질이 있다. 물 분자 안의 수소가 울의 피질에 달라붙는데 이렇게 결합하면 안정화되면서 열을 발산한다. 즉 몸에서 나온 땀과 같은 수분이 스웨터와 만나면 훈훈해지는 것이다.
마지막으로 구두의 과학. 우리가 구두에 크림을 바르고 관리하는 건 단지 새것처럼 반짝이도록 하려는 것만은 아니다. 모든 물건이 그렇듯 구두 가죽도 수만 번 구부러지면 결합이 느슨해지고 이 결합이 마침내 끊어지면 망가진다. 하지만 구두에 크림을 바르면 크림의 기름이 가죽의 신축성과 유연성을 유지하기 때문에 구두의 생명력이 늘어난다. 구두를 오래 신을 수 있는 비결은 반짝이는 구두다.

지은이 : 크리스 우드포드
과학 지식을 쉽고 흥미롭게 전하는 작가. 케임브리지대학교에 입학해 29명의 노벨상 수상자를 배출한 캐번디시 연구소에서 물리학을 공부했고 실험심리학이나 화학, 수학, 재료과학 등 여러 분야를 탐닉하다 자연과학으로 석사 학위를 받았다. 인지신경과학 박사과정을 준비하다 진로를 틀어 런던의 커뮤니케이션아트스쿨(The School of Communication Arts)에서 광고와 디자인을 공부했다. 이후 과학을 기반으로 자유분방하게 지식을 탐구한 경험을 자양분 삼아 과학을 다루는 글을 쓰기 시작했다.
25년 동안 베스트셀러 《쿨 스터프(COOL STUFF)》를 비롯해 어린이부터 어른까지 볼 수 있는 수많은 과학교양서를 썼다. DK출판사의 어린이 백과사전 중 《과학(Science)》을 공동집필하고 2016년 최고의 어린이 논픽션 책 《도구와 기계의 원리 NOW》의 제작을 돕는 등 컨설턴트로도 활발히 활동 중이다. IBM에서 5년 동안 근무한 이력을 바탕으로 2006년에 웹사이트 ‘Explain that Stuff’를 만들어 많은 독자에게 일상에 숨은 과학 지식을 소개하고 있다.

옮긴이 : 이재경
서강대학교를 졸업하고 경영컨설턴트와 출판편집자를 거쳐 현재 전문번역가로 활동 중이며 외국의 좋은 책을 소개, 기획하는 일을 한다. 번역이야말로 세상 여기저기서 듣고 배운 것들을 전방위로 활용하는 경험집약형 작업이라고 자부한다. 《나는 물리로 세상을 읽는다》, 《세상을 이해하는 52가지 방정식》, 《n분의 1의 함정》, 《도시를 움직이는 모든 것들의 과학》, 《편견의 이유》 등을 우리말로 옮겼다.