과학으로 미래를 배우다
“미래가 온다” 시리즈는 신기한 뉴스거리가 아니라 물리 법칙으로 가능한 과학 세계의 이야기를 다룹니다. 첨단 과학은 21세기에 갑자기 나타난 신비한 기술이 아니라 오래 전부터 과학자들이 발견해온 자연의 법칙으로부터 탄생했습니다. 우리가 살고 있는 세계는 어떻게 변화해 갈까요? 우리는 과학의 발전을 통해 미래 세계를 엿볼 수 있습니다. 과학과 수학 분야 전문 출판사 와이즈만북스에서는 제4차 산업 혁명 시대를 맞이하여 미래를 바꿀 첨단 과학에 대한 키워드를 타이틀로, 첨단 과학의 시작부터 지금, 그리고 미래까지, 과정에 충실한 정보서 “미래가 온다” 시리즈를 기획하고, 13번째 권 《신소재》를 출간했습니다. 자신들만의 문체로 어린이 과학 정보서의 대표 필자로 평가받는 김성화, 권수진 작가가 전권을 집필했습니다. 첨단 과학은 오래 전부터 쌓아온 과학의 바탕 위에서 존재한다는 생각으로, 무엇보다 ‘기본에 충실한 첨단 과학서’로 풀어냈습니다. 다소 생소하게 느껴질 수 있는 ‘첨단’ 소재지만 다양한 문제를 제기하고, 유도하고, 자연스럽게 답을 찾아내는 친절한 글쓰기 방식으로 정보서지만 재미있는 이야기책처럼 읽을 수 있습니다. “미래가 온다” 시리즈는 총 20권으로 《로봇》, 《나노봇》, 《뇌 과학》, 《바이러스》, 《인공 지능》, 《우주 과학》, 《인공 생태계》, 《게놈》, 《미래 에너지》, 《서기 10001년》, 《플라스틱》, 《기후 위기》, 《신소재》, 《스마트시티, 스마트팜》(근간), 《매직 사이언스》(근간) 등으로 구성되며, 새로운 미래 과학 키워드를 선보이며 2022년 완간 예정입니다.


이다음에 어떤 새로운 세상이 펼쳐질까?
《미래가 온다, 신소재》는 꿈의 소재, 꿈의 물질에 대한 이야기이다. 지금까지 경험하지 못한 새로운 소재, 우리에게 엄청난 변화를 가져다 줄 미래 소재에 대해 이야기합니다.
종이를 접듯이 필요한 걸 뭐든지 척척 마음대로 접는 세상은 오지 않는 것일까요? 주위를 둘려보면 우리가 쓰고 있는 재료는 종이, 나무, 돌, 유리, 금속, 고무, 플라스틱뿐 정도. 이 모든 건 결국 재료의 문제입니다.
먼먼 옛날 빙하기가 끝나갈 무렵 인류는 흙이라는 신소재를 발견했는데, 생각해 보면 이건 정말 엄청난 일입니다. 흙은 알 수 없는 이유로 불 속에 던져졌고, 화학 반응이 일어나 도자기로 변하는 마술 같은 일이 벌어진 것입니다. 사실 도자기는 현재도 최첨단 신소재인 첨단 세라믹으로 주목받고 있습니다. 첨단 세라믹은 우주선부터 인공 뼈까지 용도가 무궁무진한데, 이런 것을 보면 결국 첨단 세상은 첨단 재료로 결정된다는 것을 알 수 있습니다.

20세기 탄생한 또 하나의 재료로 스테인리스 스틸이 있습니다. 스테인리스 스틸은 자연에 없었던 신물질로 철, 탄소, 크롬의 조합으로 탄생한 만능 금속입니다.
재료 과학자들이 가장 좋아하는 원자인 탄소로 되어 있는 그래파이트 또한 빼놓을 수 없습니다. 우주에서 가장 놀라운 원자 탄소, 그래파이트는 바로 이 탄소의 결합체이며 정체는 흑연입니다. 탄소 원자들이 평면에서 육각형으로 결합되어 있는데, 육각형 탄소 결합이 한 층 한 층 수없이 쌓여서 흑연이 됩니다. 이렇게 탄소 원자들이 어떤 모양으로 결합하느냐에 따라 너무 다른 물질이 됩니다. 그래핀, 버키볼, 탄소 나노 튜브, 론스달라이트가 오직 탄소로만 된 이 괴이한 물질들입니다.

우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 시멘트는 석회암입니다. 수백만 년 동안 생명체의 사체가 쌓여 만들어진 암석입니다. 시멘트는 물과 반응해서 화학 반응을 일으키는데, 시멘트 속에 칼슘 실리케이트 가닥이 자라고 서로 만나 얼키설키 얽혀 모래와 자갈에 달라붙습니다. 그런 시멘트를 재료로 콘크리트는 건축에 사용되고, 완성된 건물은 끊임없이 유지와 보수 관리가 필요합니다. 그런데 스스로 치유하는 콘크리트, 자기 치유 콘크리트가 있습니다. 돌 속에서 생존하는 극한의 박테리아가 콘크리트 틈을 메우며 수십 년 동안 건물을 관리합니다. 콘크리트는 계속 새로워져서, 두루마리처럼 둘둘 말리는 신소재 콘크리트 천도 있습니다. 콘크리트 천을 펼쳐서 모양을 잡고 그 위에 물만 뿌려 주면 뚝딱 집이 완성됩니다.
공기로 만든 고체, 에어로겔도 있습니다. 에어로겔 속에는 열을 전달해 줄 물질이 거의 없어서 우주 먼지를 포획하는 원대한 꿈의 재료로 사용되었습니다. 에어로겔은 투명하고 공기처럼 가벼우면서 지금까지 인류가 발견한 그 어떤 물질보다도 열을 잘 차단하는 대단한 능력이 있습니다. 에어로겔이 기후와 에너지 위기로부터 지구를 구할 수 있기를 기대하는 이유입니다.

새로운 물질이 온다는 것은, 미래가 온다는 것
상상 속 메타 물질의 시대를 맞이할 준비가 필요해!
《미래가 온다, 신소재》는 완전히 다른 미래를 준비하는 획기적인 변화의 이야기입니다. 지구의 미래, 인류의 미래는 신소재 개발에 달렸습니다. 그동안 우리가 느끼지 못했던 우리 삶의 한계를 초월하는 경험, 과연 미래의 하루하루는 어떻게 달라질까요. 환경과 기후와 건강과…… 이런 모든 걱정에서 우리를 구하고, 우리 삶을 윤택하게 바꿔 줄 무언가, 우리가 상상하는 바로 그런 꿈의 소재가 정말 나타나 줄까요?
재료 과학자들은 지구에 있는 1억 4000만 개의 물질 정보를 분석하고, 지구에 없었던 새로운 물질을 만들기 위해 노력합니다. 그렇게 우리에게 새로운 물질이 오고 있는 것입니다. 어쩌면 먼 옛날 누군가가 상상했던 꿈의 미래가 지금인 것처럼, 우리가 모르는 미래가 성큼 다가와 있을지도 모릅니다.