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세계사를 바꾼 화학 이야기 2

   
오미야 오사무(역:김정환)
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사람과나무사이
   
19500
2023�� 06��



■ 책 소개


최첨단 문명을 꽃피운 물질의 중심에는 ‘화학’이 있었다!

이 책의 시대 배경은 19~20세기로, 자본주의가 고도로 발전하고 제국주의가 횡행하는 와중에 세계 열강의 끝간 데를 모르는 욕망이 서로 충돌하다가 종국에 제1ㆍ2차 세계대전으로 확대되는 격동의 시기였다.

이 책에는 인류가 수천 년간 해결하지 못한 식품 장기 보존 문제를 해결하여 세계 전쟁사를 바꾼 프랑스 요리사 아페르의 ‘밀폐 보존 용기’와 양국 발명가 듀란드의 ‘통조림’ 발명 이야기에서부터 영국의 ‘로켓 개발 실패’가 초강대국 미국 탄생의 원동력이 된 아이러니한 이야기, 현대 문명을 상징하는 고층빌딩 건설을 가능케 하는 영국 벽돌공 조지프 애스프딘의 ‘포틀랜드시멘트’ 발명 이야기, 산모에게 치명적인 산욕열의 원인을 밝혀내 많은 이들의 목숨을 구하고도 강제로 정신병원에 입원해 학대받다가 비참하게 죽은 헝가리 의사 겸 과학자 제멜바이스의 가슴 아픈 이야기, 19세기 중반 무렵 발명된 초기 냉장고ㆍ냉동고의 냉매로 ‘독가스’가 사용된 섬뜩한 이야기, 20세기 초반에 엄격히 시행된 ‘금주법’이 ‘코카콜라 제국’의 버팀목이 된 이야기, 평범한 일하는 여성의 위상을 왕후ㆍ귀족의 위상과 동등하게 만들어준 인조 견직물 ‘레이온’ 이야기, 그리고 제1차 세계대전의 전투 양상을 크게 바꾼 투명 아크릴 플라스틱 ‘유기유리’와 제2차 세계대전 승리의 열쇠였던 ‘성능이 향상된 휘발유’ 이야기 등 화학을 둘러싼 흥미진진하면서도 뇌세포를 활성화시킬 만한 이야기로 빼곡하다.

■ 저자 오미야 오사무
도립 니시고등학교, 와세다대학교 이공학부를 졸업하고 대형 입시학원 화학 강사로 사회생활을 시작했다. 현재 가와이주쿠(河合塾, 대형 입시학원으로, 일본 전국에 수백 개의 지점 보유) 나고야 지구 강사로 나고야와 도쿄를 오가며 강사 생활에 전념하고 있다. 독서, 식도락, 술, 요리, 미식, 자전거, 바다 수영, 여행 등 다양한 취미를 즐기며 사는 저자는 인문학, 그중에서도 특히 역사에 지대한 관심을 가지고 있으며 방대한 지식을 갖추고 있다. 시리즈 전작 『세계사를 바꾼 화학 이야기 ─ 우주 탄생부터 산업혁명까지』와 이 책 『세계사를 바꾼 화학 이야기 ─ 자본주의부터 세계대전까지』는 그 값진 첫 열매라 할 수 있다.

■ 역자 김정환
건국대학교 토목공학과를 졸업하고 일본외국어전문학교 일한통번역과를 수료했다. 21세기가 시작되던 해에 우연히 서점에서 발견한 책 한 권에 흥미를 느끼고 번역 세계에 발을 들였다. 현재 번역 에이전시 엔터스코리아 출판기획자 및 일본어 전문 번역가로 활동하고 있다. 경력이 쌓일수록 번역의 오묘함과 어려움을 느끼면서 항상 다음 책에서는 더 나은 번역, 자신에게 부끄럽지 않은 번역을 하기 위해 노력 중이다. 공대 출신 번역가로서 논리성을 살리면서도 문과적 감성을 접목하는 것이 목표다. 야구를 좋아해 한때 iMBC스포츠에서 일본 야구 칼럼을 연재하기도 했다.번역 도서로는 『세계사를 바꾼 화학 이야기-우주 탄생부터 산업혁명까지』『재밌어서 밤새 읽는 화학 이야기』『법칙, 원리, 공식을 쉽게 정리한 수학 사전』『자동차 구조 교과서』『비행기 조종 교과서』『근현대 전쟁으로 읽는 지정학적 세계』『세상의 모든 법칙』외 다수가 있다.

■ 차례
서문_ ‘밀폐 보존 용기’와 ‘통조림’, ‘철근 콘크리트’, 해저케이블 절연물 재료 ‘구타페르카’, ‘공기를 넣은 고무 타이어’, 인조 견직물 ‘레이온’에 이르기까지 최첨단 문명을 이룩한 물질과 재료의 중심에는 ‘화학’이 있었다!

1 HISTORY OF CHEMISTRY
자본주의에서 제국주의로

† 1804년
식품 보존 기술 발명 - 식품 살균과 보존을 위해 지혜를 짜내온 인류

† 1806년
알칼리 제조의 희비극 - 배신당한 발명

† 1808년
근대 원자설 - 돌턴이 근대 원자설을 주창하다

† 1809년
농업을 화학의 관점에서 바라보다 - 자본주의적 근대 농법의 시작

† 1811년
시대를 너무 앞서 나갔던 분자설 - 재발견되기까지 50년 동안 무시당한 천재

† 1812년
나폴레옹군의 패배 - 감염병 앞에서 맥을 못 추는 무적의 프랑스군

‘전쟁의 신’ 나폴레옹도 거꾸러뜨린 무서운 감염병 발진티푸스

† 1812년
어둠을 밝히는 가스등 - 배관을 통해 에너지를 보내다

제철업 발달로 탄생하게 된 ‘머독의 가스등’이 세계사를 바꾸다

† 1814년
실패작으로 끝난 로켓 개발

† 1824년
시멘트의 부활 - 눈에 보이지 않는 이론이 거대 구조물을 지탱하다

† 1825년
획기적인 고무 제품 탄생 - 고무 시대가 세상을 바꾸기 시작하다

† 1827년
사진 발명 - 반도체 제조에도 활용되는 사진 기술

† 1834년
콜타르를 분석하다 - 누구도 상상하지 못한 가치를 찾아내다

† 1837년
사진 실용화 - 은염 사진, 컬러 사진, 디지털카메라로 진화하다

† 1839년
고무 실용화 - 현대 문명을 지탱하는 고무의 시대로

† 1839년
아편전쟁 - 영국의 압도적인 해군력 앞에 몰락한 중화제국

† 1841년
농업과 화학의 융합 - 비료를 공업적으로 인공 합성하는 시대가 오다

† 1845년
흑색화약의 종언 - 새로운 화약의 시대가 도래하다

† 1846년
에테르 마취 수술 - 고통 없는 외과 수술 시대로

† 1846년
니트로글리세린 발견 - 훗날의 노벨상 제정에 크게 기여하다

† 1847년
소독법 발명 - 소독법과 병원 감염 예방으로 많은 산모의 생명을 구하다

감염병 예방을 위해 손 씻기 등 간단한 소독이 얼마나 중요한지 인류에게 처음 알린 의사 겸 과학자 제멜바이스 | 출산이 그야말로 목숨을 거는 일이던 시대 | 병원체 조직으로부터 전자를 빼앗아 분자 구조를 바꿈으로써 파괴하는 차아염소산 | 의사의 손이 산욕열을 전염시키는 매개체가 되어온 사실을 밝혔다는 이유로 의사회에서 추방당한 제멜바이스

† 1851년
냉동 장치 발명 - 기계 제빙과 기계 냉장을 통한 운송이 가능해지다

냉장고ㆍ냉동고라는 획기적인 기계를 발명하고도 불우한 삶을 살다 간 미국 출신 의사 겸 과학자 존 고리 | 초기 냉장고에는 독가스가 사용되었다는데, 과연 사실일까?

† 1853년
페리의 내항과 포경 - 램프용 기름의 주력이 고래기름에서 석유로

† 1855년
제철의 신기술 - 제철업 발전에 크게 공헌하는 기술의 기초를 만들다

† 1855년
알루미늄 막대 - 대량 생산이 가능해지면서 알루미늄 시대가 찾아오다 113

† 1856년
합성염료 탄생 - 우연한 발견을 계기로 세계사를 바꾸는 화학 회사들이 탄생하다

† 1860년 무렵
발효 원리를 해명하다 - ‘미생물학의 아버지’ 파스퇴르가 이룬 업적

† 1861년
알칼리 대량 생산 - 스마트한 제조 방법을 발명해 특허를 취득하다

† 1865년
무균 외과 수술 - 안전한 수술의 시대로

† 1866년
다이너마이트 발명 - 폭약으로 얻은 거액의 부가 학문 발전에 이바지하다

† 1866년
독일 통일 - 시대 흐름을 타고 거대 재벌이 탄생하다

† 1866년
무선과 해저케이블 - 원거리 통신의 진화로 세계가 단숨에 좁아지다

† 1866년
다이아몬드 원소 - 우주에는 다이아몬드로 이루어진 별이 있다

† 1867년
철근 콘크리트 발명 - 현대 문명의 상징

† 1869년
유전을 관장하는 물질 - 분자생물학의 토대를 쌓다

† 1869년
원소주기율표의 의미 - 물질 탐구의 ‘지도’를 만든 화학자

† 1870년
셀룰로이드 발명 - 식물에서 유래한 세계 최초의 플라스틱

† 1879년
구아노 전쟁이란? - 자원이 전쟁을 일으키다

† 1882년
보르도액과 포도나무 - 농약의 시대로

† 1884년
그람 염색으로 세균을 분류하다 - 세균을 두 부류로 분류하는 방법

† 1884년
인조 견사 발명 - 비단 같은 광택이 있지만 불타기 쉽다

† 1885년
자동차 발명 - 자동차가 20세기 사회를 송두리째 바꿔놓다

† 1885년
아프리카 수탈 - 기호품 재배를 위해 파괴된 아프리카 사회

† 1886년
알루미늄 대량 생산 - 1킬로그램당 1만 달러였던 것이 40센트까지 하락

† 1886년
‘코카콜라’ 탄생 - 세계사를 바꾼 20세기 대표 음료수

† 1888년
공기 타이어 발명

† 1889년
롤 필름 발명 - 각종 발명을 거쳐 사진 대중화를 실현하다


† 1889년
흑색화약의 퇴장 - 1,000년 동안 지속된 지배체제가 무너지다

† 1892년
패션 혁명 - 여성을 해방시키고 시대의 물줄기를 바꾼 섬유 화학의 진보

† 1892년
보온병 발명 - 인류를 우주로 진출하게 한 일상의 과학 원리

† 1892년
바이러스 발견 - 세균보다 훨씬 작은 수수께끼 병원체

† 1894년
페스트균 발견 - 세균학 발전에 크게 공헌한 기타자토 시바사부로

† 1895년
영화 시대 - 뤼미에르 형제가 영화 시대의 막을 열다


† 1896년
우라늄 방사선 - 방사능 발견으로 노벨상을 수상하다

† 1897년
효소 발견 - 생명이란 효소가 일으키는 화학 반응

† 1898년
방사성 원소 발견 - 과학 분야에서 유일하게 노벨상을 두 번 수상한 여성

† 1899년
아스피린 발매 - 무엇이든 원하는 의약품을 만들어낼 수 있는 시대의 도래

2 HISTORY OF CHEMISTRY
20세기의 시작

† 1900년
양자역학 탄생 - 전자의 움직임 연구에서 물질을 설계하는 시대로

† 1905년
염소가스로 상수도 소독 - 강력한 살균 효과를 지닌 차아염소산 이온

† 1906년
두랄루민 발명 - 알루미늄 합금이 세계사를 바꾸다

† 1907년
인공 합성 플라스틱 탄생 - 대량 소비 사회로 물줄기를 바꾸다

† 1910년
화학 요법 발명 - 분자를 사용해 병원체만 공격하는 시대가 도래하다

† 1913년
석유화학 공업 시작 - 석탄 시대가 가고 석유 시대가 오다

† 1913년
실제로 존재하는 원자 - 노벨상 수상자까지 원자의 존재를 부정하던 시대

† 1913년
공기에서 ‘빵’을 만들다 - 중화학 공업의 시대로


3 HISTORY OF CHEMISTRY
제1차 세계대전

† 1914년
새로운 폭약의 등장 - 독일인이 발명한 TNT 폭약이 전장을 압도하다

제1차 세계대전 중 ‘메가톤급’ TNT 고성능 폭약을 전투에 사용한 독일군

† 1915년
독가스 탄생 - 독가스를 대량 제조하여 작전을 입안한 의외의 인물은?

† 1916년
밸푸어 선언 - 영국의 무책임한 외교가 고질적인 국제분쟁을 야기하다

† 1917년
라듐 열풍 - 끔찍한 ‘라듐 걸스’의 비극을 초래하다

4 HISTORY OF CHEMISTRY
두 세계대전 사이

† 1920년
플라스틱 시대 - 거대한 분자의 존재를 증명해 나가다

† 1921년
휘발유 첨가제 발명 - 심각한 대기 오염을 유발하다

† 1928년
페니실린이 인류를 구하다 - 우연히 발견된 궁극의 항생 물질

† 1928년
프레온가스의 공과 죄 - 무엇인가를 얻으면 반드시 무엇인가를 잃는다

† 1931년
전자현미경 발명 - 생물학부터 재료 공학까지 큰 혜택을 누리다

† 1933년
유기 유리 탄생 - 유리보다 안전한 투명 플라스틱

† 1933년
나치스 독일 - 강제 수용소를 작동시킨 IBM 기록 시스템

† 1933년
인공 석유 제조 - 독일의 국력을 뒷받침한 인공 석유

† 1935년
화학 요법제 개발 - 감염증을 막을 수 있는 강력한 무기가 속속 등장하다

† 1935년
컬러 필름 등장 - 컬러 영화와 애니메이션 시대로


† 1935년
나일론 발명 - 세계 최초의 완전한 인공 섬유

† 1936년
휘발유 고성능화 - 자동차나 항공기 성능 향상에 기여하다

† 1936년
궁극의 독가스 - 인류를 멸망시킬 정도의 무시무시한 신경 가스

† 1937년
아시아의 독가스전 - 독가스 개발에 혈안이 된 일본

† 1937년
폴리에틸렌 발명 - 전쟁의 승패를 가른 병기의 존재

† 1938년
테플론 발명 - 원자폭탄 개발을 가능케 한 신소재


5 HISTORY OF CHEMISTRY
제2차 세계대전

† 1940년
영국의 기술 - 미국 과학자가 보고 경악한 21가지 최첨단 기술


† 1941년
페트병 발명 - 신소재 플라스틱이 잇달아 탄생하다


† 1941년
인쇄 회로 기판 발명 - 전자 회로를 소형화해 대량 생산하다


† 1941년
태평양 전쟁 발발 - 일본은 왜 미국 진주만 기지를 기습해야 했나


† 1942년
원자폭탄 개발 계획 - 궁극의 파괴 병기 개발에 몰두하는 인류

† 1942년
페니실린 실용화 - 감염증에 대항하는 궁극의 무기가 등장하다

† 1943년
독일의 원자폭탄 개발 - 영국군의 집요한 방해공작으로 좌초하다

† 1943년
독일 본토 공습 - 전파와 레이더 ‘전자전’

† 1943년
DDT 사용 - 마법 같은 살충제가 등장하다

† 1943년
네이팜탄 발명 - 고온으로 모든 것을 남김없이 불태우다

† 1944년
전쟁의 대중화 - 누구나 다룰 수 있는 병기가 속속 등장하다

† 1944년
인류 최초 거대 로켓 - 역사상 처음으로 우주에 도달한 인공 물체 V-2의 등장

† 1945년
독일의 항복 - 히틀러의 제3제국이 멸망하다

† 1945년
원자폭탄 투하 - 원자핵이 지닌 거대한 에너지를 방출하다

후기
우리는 결국 답을 찾을 것이다. 화학+역사, 그리고 화학 세계사에서!

참고문헌
찾아보기

 


세계사를 바꾼 화학 이야기2


HISTORY OF CHEMISTRY _ 자본주의에서 제국주의로

1804년 _ 식품 보존 기술 발명 - 식품 살균과 보존을 위해 지혜를 짜내온 인류

세균ㆍ곰팡이를 공격해 파괴함으로써 생물을 보호하는 물질, 포름알데히드

현대사회를 살아가는 우리는 언제 어디서든 자기가 원하는 신선 식품을 어렵지 않게 구할 수 있고, 그것을 보관하는 데서도 어려움을 겪는 일이 거의 없다. 그러나 인류 역사의 대부분 기간은 신선 식품을 구하고 보관하는 방법을 터득하기 위해 분투해온 녹록지 않은 여정이었다고 해도 지나치지 않다. 말하자면 인류는 기나긴 세월 동안 시행착오를 하나하나 겪으며 경험을 쌓는 과정에서 식품을 좀 더 효과적으로 보존하기 위한 지혜로운 방법을 터득해왔다.


대표적인 식품 보존 방법을 몇 가지 살펴보자. 먼저 염장은 어류, 육류, 채소 등에 소금을 뿌려서 저장하는 방법이다. 소금이 뿌려지면 어류나 채소 표피에서 물이 흘러나와 바깥쪽 진한 소금을 옅게 만들려고 한다. 이것이 ‘삼투 현상’이다. 식품 내부에서 자유롭게 이동하는 물이 삼투 현상에 의해 농도가 높은 바깥쪽으로 흘러 나가 내부의 물이 일정 비율 이하로 줄어들면 곰팡이 등이 생기지 않는다.


훈제는 나무를 태운 연기로 그슬려서 살균하는 기술이다. 나무를 태운 연기가 뛰어난 살균력을 갖는 이유는 그 속에 반응성이 높은 포름알데히드나 페놀류(페놀이라는 분자 구조를 공통 부분으로 포함한다) 같은 살균 작용이 강한 분자가 존재하기 때문이다.


포름알데히드는 학교 과학실에 있는 생물 표본을 담그는 액체인 포르말린 성분이다. 이는 반응성이 높은 분자로, 세균·곰팡이 등을 즉시 공격해 파괴한다. 그런 까닭에 포름알데히드는 생물 표본을 보존하는 데 안성맞춤이다.


페놀류도 살균 효과가 뛰어나다. 페놀류로는 훈제한 음식의 표면을 주로 살균한다. 동시에 독특한 냄새와 함께 페놀류 등 여러 분자가 ‘스모키한(훈제한 맛이 나는)’ 풍미를 지니게 한다. 와인이나 증류주 등을 숙성시키는 데 주로 사용되는 나무통에서도 페놀류가 배어 나와 독특한 풍미를 더해준다. 영국 아일라섬의 위스키는 ‘소독약 냄새’, ‘병원 냄새’를 연상시키는 강렬한 풍미로 유명한데, 이는 피트(이탄)를 태워 맥아를 건조할 때 스며든 피트향이다.


1839년 _ 아편전쟁 - 영국의 압도적인 해군력 앞에 몰락한 중화제국

중국 상인의 차 독점 상황이 만든 두 가지 역사적 흐름, ‘아편전쟁’과 인도산 차 ‘아삼 홍차와 다르질링 홍차의 탄생’

18세기 중반 이후 홍차 문화가 전 계층으로 전파된 영국에서 중국산 차의 수요가 기하급수적으로 증가했다. 그러더니 얼마 지나지 않아 급기야 수입 초과 상태가 되고 말았다. 그도 그럴 것이 중국 상인이 차를 독점 판매하고 있던 데다 그들은 오로지 금과 은만을 차 대금으로 받았기 때문이다. 좀 더 구체적으로 말하자면, 매년 오늘날의 가치로 환산할 때 무려 1조 원 이상의 막대한 금액을 은으로 지급해야 했던 셈이다.


이런 상황은 아무도 예기치 못한 두 가지 굵직한 역사적 흐름을 만들어냈다. 그중 하나는 인류 역사상 가장 추악한 전쟁으로 불리는 ‘아편전쟁’이고, 다른 하나는 인도에서의 차 재배, 즉 ‘아삼 홍차와 다르질링 홍차의 탄생’이다.


영국은 중국에 강매할 상품으로 인도 벵갈산 아편을 들여와 밀매를 시작했다. 이는 차로 인해 발생하는 무역 불균형을 시정하기 위한 자구책의 하나였다. 아편은 양귀비의 덜 익은 꼬투리에서 나오는 분비물을 추출해 건조시킨 고무 모양의 흑갈색 물질이다. 아편에 들어 있는 성분의 하나인 모르핀은 진통·마취 효과가 뛰어나다는 장점을 지니고 있지만 의존성이 매우 강하다는 심각한 문제점도 있다.


양귀비는 지중해 동부 지역이 원산지인 식물로 이미 고대 문명 시대부터 약초로 사용되어왔다. 그러다가 알렉산드로스 대왕의 동방 원정을 통해 양귀비가 인도에 전래되었으며(여기에는 다양한 설이 있다), 이후 중국에도 전파되었다. 20세기 초 무렵까지만 해도 시럽이나 리큐어 등의 형태로 알코올보다 저렴하게 아편을 구할 수 있었다. 충격적이게도 과거에 사람들은 끊임없이 칭얼대는 아이를 얌전하게 만들기 위한 용도로 아편을 사용하기도 했다.


아편전쟁의 영향으로 일어난 태평천국의 난으로 2,000만 명이 사망하는 대참사가 벌어지다

1776년 이전까지 200상자 정도에 불과하던 수입 아편이 1838년에 이르러서는 4만 상자 이상으로 크게 증가했다. 그러자 중국 은이 대량으로 유출되어 나라 재정을 위협하는 수준으로 치달았다. 여기에 아편 중독으로 인한 폐해가 갈수록 심각해지자 청왕조는 흠차대신 임칙서를 광저우로 파견해 영국이 들여온 대량의 아편을 전부 몰수해버렸다. 이에 영국은 자유무역 보호를 명분으로 내세우며 전쟁을 선포했다. 최초의 교전에서는 영국 군함 2척이 청의 군함 29척과 맞붙었다. 1839년 11월의 일이다. 그리고 이내 영국 함대가 파견되어 대규모 전투를 벌인 끝에 청의 구식 군함을 괴멸시켰다. 이는 이듬해인 1840년의 일이다. 이후 1842년 난징조약이 체결되어 청의 도시 홍콩이 영국에 할양되었다.


아편전쟁을 계기로 ‘중화’ 제국은 본격적으로 서구 열강의 간섭을 받기 시작했다. 또 그 연장선에서 곤궁에 빠진 민중이 태평천국의 난에 참여해 2,000만 명 가까이 사망하는 대참사가 벌어진다.


1860년 무렵 _ 발효 원리를 해명하다 - ‘미생물학의 아버지’ 파스퇴르가 이룬 업적

‘백신’이라는 용어를 만든 역사적 인물이 파스퇴르라고?

프랑스 생화학자 루이 파스퇴르(1822~1895)는 인류가 오랫동안 이용해온 맥주·빵·와인 등의 발효 원리를 밝혀내고 미생물의 존재를 세상에 알린 과학계의 거인 중 한 명이다. 그는 ‘생명이 저절로 생겨난다’는 기존 과학계의 상식을 부정하고 그 오류를 지적했다. 또한 그는 분자의 입체 구조를 밝혀내 화학 분야 발전에 크게 공헌했다.


루이 파스퇴르는 백신 연구에 온 열정과 노력을 쏟았다. 그에 앞서 영국 의사 에드워드 제너(1749~1823)가 우두(소가 걸리는 바이러스성 전염병)에서 유래한 성분을 주사하는 방법으로 천연두를 예방하고 퇴치하는 위대한 업적을 세웠다. 이는 1795년의 일이다. 파스퇴르는 제너의 접종법에 아낌없는 찬사를 보내며, 그러한 방법을 ‘백시네이션’이라고 명명했다. 이는 라틴어로 ‘암소’를 의미하는 ‘와카’에서 유래한 용어다. 그는 또 이러한 예방 제제를 ‘백신’이라는 이름으로 불렀다. 이후 파스퇴르는 광견병 백신을 개발해 많은 사람의 목숨을 구하기도 했다.


1885년 _ 자동차 발명 - 자동차가 20세기 사회를 송두리째 바꿔놓다

벤츠가 ‘자동차의 아버지’라는 별명으로 불리는 까닭은?

인류 역사상 자동차를 맨 처음 발명한 사람은 누구일까? 프랑스 발명가 니콜라 조제프 퀴뇨(1725~1804)다. 흥미롭게도 그가 자동차를 만든 계기는 자동차 그 자체가 아닌 ‘대포’에 있었다. 말하자면, 그는 스스로 달리는 기동성 있는 대포를 만들기 위해 연구에 연구를, 실험에 실험을 거듭한 끝에 증기기관을 장착한 자동차를 발명하게 된 것이었다. 1769년의 일이다. 참고로, 이 자동차에는 브레이크가 없었던 탓에 운전 중 벽으로 돌진해 인류 최초의 자동차 교통사고를 일으키는 진기록을 세우기도 했다.


독일 기술자 니콜라우스 오토(1832~1891)는 석탄가스를 사용하는 소형 4사이클 엔진을 발명했다. 이 엔진은 오늘날의 자동차에 일반적으로 사용되는 휘발유 엔진(4사이클 엔진)의 원형으로 인정받고 있다. 4사이클 엔진(4행정기관)은 엔진 실린더 안에서 흡기 → 압축 → 폭발 → 배기를 반복함으로써 회전을 지속한다. 사실 그 이전에도 석탄가스로 만든 점화용 불씨를 이용해 연소시켜 피스톤을 움직이는 거대한 엔진은 이미 발명되어 실생활에 사용되고 있었다. 문제는 석탄가스를 사용할 경우 소형화가 어렵다는 점이었다.


독일의 카를 벤츠(1844~1929)는 세계 최초로 삼륜 자동차를 만들었다. 이는 1885년의 일이다. 이 자동차는 최고 회전수가 분당 250회전에 0.75마력인 1기통 4사이클 엔진을 탑재해 시속 12~15킬로미터로 달릴 수 있었다. 또한 이 자동차는 전기점화장치, 냉각수를 식히는 라디에이터, 커브를 돌 때 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴가 달리는 거리 차이를 해소하기 위한 차동기어등을 장착했다. 벤츠는 흔히 ‘자동차의 아버지’ 또는 ‘자동차 산업의 아버지’라는 영광스러운 애칭으로 불린다. 이는 그가 오늘날의 자동차와 동일한 구조의 자동차를 발명해 선보였기 때문이다.


이는 여담이지만, 차동기어는 자동차에서 가장 중요한 장치라고 해도 지나친 말이 아니다. 만약 이것이 없다면 운행 중 커브를 매끄럽게 도는 일조차 불가능한 일에 가깝다. 그런데 놀랍게도 벤츠보다 400여 년 앞서 이미 차동기어를 설계한 대단한 인물이 있다. 레오나르도 다빈치 (1452~1519)가 바로 그 주인공이다. 이는 다빈치가 얼마나 대단한 천재인지 한 번 더 확인할 수 있는 대목이다.


1886년 _ ‘코카콜라’ 탄생 - 세계사를 바꾼 20세기 대표 음료수

코카콜라 발명자 존 펨버턴 vs. 펩시콜라 발명자 케일럽 브래덤

발포성 천연 광수(메네랄 워터)가 건강에 좋다는 소문이 퍼져 나가면서 큰 유행이 시작되었다. 18세기 말엽의 상황이다. 그 즈음 소다(탄산수소나트륨)와 구연산을 녹여서 인공적인 발포성 음료를 만드는 업자가 등장했는데, 그렇게 탄생한 음료수를 ‘소다수’라고 불렀다.


19세기에 접어들면서 발포성 레모네이드 등이 탄산음료로 보급되기 시작했다. 그와 더불어 이 시대 미국에서는 알코올, 카페인, 모르핀 등이 함유된 수상쩍은 매약이 암암리에 확산되었다. 그리고 놀랍게도 이 두 가지 열풍, 즉 ‘탄산음료 열풍’과 ‘매약 열풍’이 하나로 융합한 결과 오늘날 세계적인 음료수의 대명사격인 ‘코카콜라’가 탄생했다. 코카콜라는 전 세계를 제패한 음료수이자 20세기를 대표하는 음료수라고 해도 지나치지 않다.


새로운 음료수 코카콜라를 맨 처음 개발해 대중에게 선보인 이는 조지아주 애틀란타에 사는 약제사 존 펨버턴(1831~1888)이다. 1886년, 그는 서아프리카에서 자생하는 콜라나무 열매(kola nut)와 남아프리카에서 자생하는 코카나무 잎(coca), 텍사스에서 자생하는 다미아나(damiana) 추출물을 섞은 다음 쓴맛을 갖추기 위해 설탕을 첨가하고 탄산수에 타서 강장수를 만들었다. 이는 오늘날로 치면 에너지 드링크 같은 것이라고 할 수 있다.


스페인의 지배를 받던 시절 페루와 볼리비아 등지의 민중은 정복자들이 강요하는 중노동에 시달리며 코카나무 잎을 각성제로 사용하곤 했다. 페루의 해발 고도가 높은 지대에서 자라는 코카나무 잎에는 코카인이 들어 있다. 이로 인해 코카나무 잎 수출이 활발해짐에 따라 당시 페루 경제 자체가 크게 융성했다.


1860년, 코카나무 잎에서 코카인을 분리·정제하는 방법이 어느 독일인에 의해 고안되었다. 이후 코카인은 대중적 각성제의 일종이라는 지위를 확고히 한 채 인기를 얻어 나갔다. 참고로, 영국 작가 아서 코넌 도일(1859~1930)이 쓴 『셜록 홈스』시리즈에서는 홈스가 코카인을 각성제로 애용하는 상황이 묘사된다. 그러나 당연하게도 오늘날의 콜라에는 코카인이 들어 있지 않다.


노스캐롤라이나주의 약제사 케일럽 브래덤(1867~1934)은 펩시콜라의 기원이 되는 음료수를 팔았다. 이는 1894년의 일이다. ‘펩시콜라’라는 이름은 어떻게 붙여졌을까? 발매 당시 브래덤은 이 음료가 위액에 들어 있는 소화 효소 펩신처럼 소화를 돕는다고 믿었다. 그래서 ‘펩신’과 ‘콜라’를 결합해 음료 이름을 ‘펩시콜라’라고 지었다. 펩신은 ‘소화’를 의미하는 그리스어 ‘펩시스(pepsis)’에서 유래했다



HISTORY OF CHEMISTRY _ 20세기의 시작

1907년 _ 인공 합성 플라스틱 탄생 - 대량 소비 사회로 물줄기를 바꾸다

컵라면부터 전투기까지 현대생활의 모든 곳에 사용되는 소재, 플라스틱

플라스틱이라는 이름은 ‘변형시킬 수 있는’, ‘형성 가능한’이라는 의미의 그리스어 ‘플라스티코스(plastikos)’에서 유래했다. 참고로, ‘성형외과’는 영어로 plastic surgery다. 본래 플라스틱은 ‘가열하면 부드러워지는 성질’, 즉 ‘열가소성’ 물질을 의미한다. 그러다가 오늘날에는 ‘가열하면 딱딱해지는 열경화성 물질’을 모두 플라스틱으로 부르게 되었다. 시간이 지나면서 플라스틱의 개념이 변화되고 확장된 것이다.


화학으로 일확천금의 꿈을 이룬 벨기에 화학자, 베이클랜드

인류 최초의 완전 합성 플라스틱을 발명한 이는 누구일까? 19세기 말에 등장한 화학자 리오 헨드릭 베이클랜드다. 그는 벨기에 출신으로 이십 대 중반인 1889년부터 미국에 영주하며 미국인으로 활약했다. 그는 페놀 수지 발명자로도 유명한데, 페놀 수지는 오늘날 인류의 생활을 뒷받침하는 가전제품·컴퓨터 등의 전자회로를 구성하는 인쇄 회로 기판 소재 등으로 주로 사용된다. 베이클랜드는 벨기에에서 화학을 공부한 뒤 미국으로 이민을 갔다. 화학으로 큰돈을 벌겠다는 야심을 품고서였다. 그러나 처음에는 모든 일이 그가 마음먹은 대로 되지 않았다. 실패를 거듭하는 바람에 급기야 그는 파산 직전 상황에 몰려 있었다. 1893년 무렵의 상황이다. 궁지에 몰린 베이클랜드는 자신의 발명을 사줄 만한 거물을 만나서 자금을 조달함으로써 위기를 타개해야겠다고 생각했다. 그가 만난 거물은 사진 보급으로 막대한 부를 축적한 조지 이스트먼이었다.


인생이 걸린 일생 일대의 비즈니스에서 베이클랜드가 팔고자 한 것은 무엇이었을까? 그것은 바로 염화은(AgCl)을 도포한 사진용 인화지 ‘벨록스(Velox)’였다. 카메라로 기록해서 현상한 필름을 통해 인화지에 빛을 쪼여서 종이를 감광시키면 화상이 떠올라 사진이 만들어진다. 약한 인공조명에도 반응하는 벨록스를 본 조지 이스트먼은 찬사를 아끼지 않았다. 그런 다음 그는 베이클랜드가 부른 값인 5만 달러의 무려 20배나 되는 100만 달러라는 거금을 들여 특허권을 사들였다.


막대한 자금을 손에 거머쥔 베이클랜드는 지체없이 화학연구소를 설립했다. 그러고는 절연체가 될 새로운 물질을 합성하는 연구에 몰두했다. 그는 왜 이 연구에 집착하고 매진했을까? 당시 에디슨의 발명으로 전기를 사용하는 가전제품이 급속히 보급되면서 전기 절연체가 턱없이 부족한 상황을 영리하게 간파했기 때문이다.


인류가 천연 물질에 의존하지 않고 완전히 합성된 수지를 손에 넣는 역사상 최초의 순간

당시만 해도 절연체 제조를 동남아시아 원산의 랙깍지진디(나무에 집단으로 서식하는 둥근깍지진딧과 곤충, ‘랙 벌레’라고도 한다)가 분비하는 ‘셸락(shellac)’이라는 수지에 의존했다. 그런데 문제는 셀락 450그램을 만드는 데 랙깍지진디 1만 5,000마리와 반년이라는 긴 시간이 필요한 것이었다. 말하자면 셸락은 랙깍지진디 수만 마리가 나무에 밀집한 상태를 나타낸다. 셸락은 SP 레코드 등에도 사용되었기에 19세기 말에서 20세기 초 미국은 연간 수천 톤의 셸락을 수입하고 있었다. 이는 인공으로 절연체 합성·제조에 성공하기만 한다면 돈방석에 앉을 수 있는 절호의 기회라는 의미였다.


수많은 시행착오 끝에 베이클랜드는 이들 원료를 용기에 넣고 가열하면 반응 용기를 거푸집 삼아 투명하고 딱딱한 수지상 물질이 생겨난다는 사실을 발견했다. 말하자면 페놀 분자를 포름알데히드가 반응해 연결함으로써 정글짐 같은 3차원의 거대한 분자가 생겨난 것이다. 그는 이 새로운 물질에 ‘베이클라이트’라는 이름을 붙였다. 그러고는 효율적으로 반응시킬 수 있는 ‘베이클라이저(Bakelizer)’라는 반응 용기를 개발해 대량 생산에도 성공했다. 인류가 천연 물질에 의존하지 않고 완전히 합성된 수지를 손에 넣는 역사상 최초의 순간이었다. 베이클랜드가 베이클라이트 발명에 성공한 것은 1907년, 이 기술의 특허를 획득한 것은 1909년의 일이다.


베이클라이트는 출시되자마자 대히트를 기록했다. 이것을 소재로 전화기와 만년필, 라디오 케이스, 전구소켓 등 다양한 물건이 만들어졌다. 그리고 무엇보다도 화학의 힘으로 완전히 새로운 것을 만들어낼 수 있다는 철학이 정립되어 세상을 바꿔 나갔다.


베이클랜드는 엄청난 부를 손에 넣은 뒤에도 무의미한 소비를 경시하고 소박한 생활을 즐겼다. 그러나 그가 만든 플라스틱으로 인해 20세기의 세상은 대량 생산, 대량 소비 사회로 완전히 방향을 전환했다.



HISTORY OF CHEMISTRY _ 제2차 세계대전

1941년 _ 태평양 전쟁 발발 - 일본은 왜 미국 진주만 기지를 기습해야 했나

미국 국민의 전의를 단숨에 끌어올린, 선전 포고조차 없는 일본의 기습 공격

일본 해군의 항공모함에서 출발한 항공기 부대가 하와이 진주만에 있는 미군 기지를 습격했다. 1941년 12월 8일(하와이 시각으로는 12월 7일)의 일이다. 일본 입장에서는 팔렘방 유전을 하루 바삐 점령하고 석유 운송에 필요한 제해권을 확보하기 위해 미국 태평양 함대와 영국 동양 함대를 격퇴하거나 몰아내야 했던 것이다. 그러나 애초 타깃으로 삼은 미군의 신예 항공모함은 진주만에 없었다. 일본군이 격침시킨 것은 대부분 미군의 구식 전함이었다.


미국은 지체없이 대응에 나섰다. 루스벨트 대통령이 즉각 일본에 선전포고를 했다. 선전 포고조차 없는 일본의 기습 공격은 미국 국민의 전의를 단숨에 끌어올렸다. 일본 해군 항공기는 말레이반도 앞바다에서 영국 동양 함대가 자랑하는 신예 전함과 순양함을 공격해 침몰시켰다. 1941년 12월 10일의 일이다. 이는 항해 중인 전함을 항공기만으로 격침시킨 역사상 최초 사례가 되었다.


이렇게 해서 일본군은 미국과 영국의 위협적인 해상 전력을 일시적으로 제거했다. 이후 일본군은 네덜란드군과 교전을 벌였다. 그리고 결국 낙하산 부대의 기습으로 팔렘방 유전과 제유소(製油所)를 점령했다. 1942년 2월의 상황이다.


1942년 _ 원자폭탄 개발 계획 - 궁극의 파괴 병기 개발에 몰두하는 인류

아주 미세한 질량이 에너지로 바뀌어도막대한 에너지가 열이나 빛으로 방출되는 무시무시한 핵분열

우라늄 원자는 거대한 원자다. 이 원자의 경우 중심에 있는 원자핵이 중성자의 충격을 받아 쉽게 찢어진다. 공동 연구자 중 한 명인 물리학자 리제 마이트너(1878~1968)가 이것을 ‘핵분열’로 명명했다. 마치 세포 분열처럼 원자핵이 둘로 나뉜다는 의미에서였다.


또한 핵분열이 일어나면 연쇄 반응을 일으켜 일순간에 기하급수적으로 핵분열이 진행된다는 사실도 밝혀졌다. 일단 핵분열이 시작되면 이내 중성자가 2~3개 튀어나와서 주위 원자핵과 충돌해 분열시키는 식으로 말이다.


우라늄에서든 우라늄이 아닌 원자에서든 원자핵의 핵분열 전후 원자핵이 아주 약간 질량을 잃는다. 이때 원자핵이 잃어버린 질량은 에너지로 변환된다. 놀랍게도 그 과정에 아주 미세한 질량이 에너지로 바뀌더라도 막대한 에너지가 열이나 빛으로 방출된다. 그 이유는 질량에 빛의 속도(초속 30만 킬로미터)의 제곱을 곱한 값이 방출되는 에너지 값(아인슈타인이 이끌어낸 E=mc2)이기 때문이다. 양성자와 중성자가 엄청나게 강력한 힘으로 연결되어 있던 원자핵이 찢어지면서 그 강한 힘에 해당하는 에너지가 사라지는 순간 방출되는 것이다. 이 거대한 에너지를 일순간에 해방시키는 것이 원자폭탄이다. 그리고 천천히 지속적으로 에너지를 해방시켜서 열원으로 이용하는 것이 원자력 발전이다.


원자폭탄의 두 가지 유형, ‘우라늄형’과 ‘플루토늄형’

원자폭탄에는 두 가지 유형이 있다. 하나는 2개의 우라늄 덩어리를 나눠 놓고 한쪽을 권총 총알처럼 발사해서 다른 쪽에 충돌시켜 대폭발을 일으키는 ‘우라늄형(히로시마형)’이다. 다른 하나는 원자로에서 우라늄으로부터 플루토늄이라는 원소를 제조하고 이 플루토늄 주위에서 폭약으로 충격파를 가함으로써 플루토늄을 압축시켜 대폭발을 일으키는 ‘플루토늄형(나가사키형)’이다. 덧붙여서 간략히 설명하자면, 구조는 간단하지만 원료 제조가 어려운 것이 ‘우라늄형’, 원료 제조는 간단하지만 구조가 복잡한 것이 ‘플루토늄형’이다.


플루토늄은 원자로에서 우라늄을 가지고 만들어야 한다. 우라늄 광석을 채굴할 수 있는 최적지는 콩고와 체코의 요아힘스탈 광산이었다. 그런데 당시 체코는 독일에 점령되어 있었다. 그래서 미국은 콩고의 광산에서 산화 우라늄을 채굴하고 정제해 수입하기로 했다. 문제는 당시 콩고가 벨기에 영토였고, 벨기에 또한 독일에 점령돼 있었다는 점이다.


고민 끝에 미국은 첩보 부대를 파견하여 독일 몰래 콩고산 우라늄 화합물을 대량으로 미국까지 운송하는 극비 작전을 진행하기로 했다. 역사의 이면에 영화 <007> 시리즈를 방불케 하는 실화가 존재한 것이다. 그리고 이 우라늄 원소는 마침내 히로시마와 나가사키로 향하게 된다.

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본 정보는 도서의 일부 내용으로만 구성되어 있으며, 보다 많은 정보와 지식은 반드시 책을 참조하셔야 합니다.