다이아몬드보다 비싼 신물질을 만드는 현대판 연금술, 재료 공학!
납으로 금을 만들고 싶어 하는 엉뚱한 사람들이 있었다. 납으로 금을 만드는 것이 불가능하다는 것이 과학적으로 증명된 지금 과학의 힘으로 다이아몬드를 만들어 내는 현대판 연금술사들이 있다. 재료 공학자가 바로 그들이다. 지금 우리가 입고 있는 옷과 한 손에 들려 있는 휴대전화, 그리고 지금 우리가 이 글을 읽을 수 있도록 빛을 밝혀 주는 형광등까지 우리가 일상생활에서 편리하게 사용하고 있는 대부분의 물건이 재료공학의 연구 성과와 밀접한 관련이 있다. 이름조차 생소한 한 학문이 우리의 생활 속에 이토록 밀접한 연관관계를 가지고 있는 것이다. 이처럼 우리 생활을 더욱 편리하게 해 주는 신기한 ‘재료 공학’의 세계로 여행을 떠나 보자.

짚 벽돌이 인류 최초의 인공재료라고?
흔히 재료공학이라고 하면 생소한 학문이라고 생각하기 쉽다. 그러나 인류 최초의 복합재료가 무엇인지 아는가? 바로 짚 벽돌이다. 간단하지만, 진흙의 단단한 성질과 지푸라기의 질긴 성질을 섞어 만든 짚 벽돌이 바로 인류가 거둔 최초의 재료공학의 성과다. 오늘날 스포츠 용품에서부터 자동차, 항공기, 선박 등 대형 구조물에 이르기까지 현대사회의 모든 곳에서 다양하게 쓰이는 복합재료는 바로 이 같은 간단한 발명에서 시작됐다.
짚 벽돌에서 시작된 재료공학의 발달은 우리 생활에 많은 변화를 가져왔다. 나일론의 발명으로 대표되는 합성섬유는 천연섬유에 비해 질기고 주름이 가지 않으면서도 건조까지 빨라 인류의 의복문화에 큰 획을 그었다. 현대의 황금이라 불리는 다이아몬드를 만들 수 있게 된 것도 재료 공학의 놀라운 성과다. 우리의 생활을 바꾸어 놓은 반도체 칩은 또 어디에서 나왔는지 아는가? 반도체 칩은 모래로부터 순수한 실리콘을 정제하여 만든다. 이 역시 재료 공학이 이루어 낸 현대판 연금술의 진수라 할 것이다.

생활 속 어디에나 숨어 있는 신기한 재료 공학
우리가 쉽게 마시고 구겨버리는 알루미늄 캔이 원래는 금보다 더 귀한 재료였다면 믿어지는가? 실제로 프랑스 제2제정의 황제였던 나폴레옹 3세는 일반 손님들에게는 금으로 된 식기로 가장 귀한 손님들에게는 알루미늄 식기로 식사를 대접했다고 한다. 반응성이 너무 뛰어나 이를 가공하여 추출해 내기가 어려웠던 알루미늄은 그 정제기술이 충분히 발달하기 전까지 금보다 더욱 귀한 금속이었던 것이다. 기술의 발달에 따라 우리가 지금 주변에서 흔히 볼 수 있는 재료가 어떻게 변해 왔는지 그 과정을 살펴보는 것이 매우 흥미롭다.
우리가 하찮게 생각하는 돌도 재료공학의 발달을 통해 변신해가는 모습을 살펴보면 깜짝 놀랄 정도이다. 오랜 세월 쓸모없는 재료로 여겨졌던 돌은 재료공학의 발달과 함께 ‘세라믹 절연체’라는 이름으로 우리에게 전기를 안전하게 공급해 주기도 하고, 훌륭한 단열재가 되어 우주 왕복선의 몸체로 만들어져 인류의 염원인 우주 비행에 결정적인 공헌을 하기도 한다. 이뿐만이 아니다. 종이처럼 구부러지는 모니터와 전 세계를 일일 생활권으로 만들어 줄 초음속 항공기의 제작도 고분자 플라스틱이라는 재료공학의 발달에 달려 있는 일이다.

현대판 연금술 재료공학이 선사해 줄 신나는 미래
은하철도 999처럼 레일 위를 떠다니는 신기한 기차를 생각해 보자. 이것은 단순히 만화영화에서만 등장하는 장면이 아니다. 초전도 물질이 우리에게 가져다줄지도 모르는 신나는 우리 미래의 모습이다. 초전도 물질은 저항이 없는 물질이다. 저항이 없는 물질이 개발되면 우리는 전기를 전달하기 위해 더 이상 거대한 규모의 송전탑을 건설하거나 엄청난 전기의 손실 비용을 부담하지 않아도 된다. 또한 초전도 물질은 이미 다양하게 우리 생활에 이용되고 있는데 의료용으로 사용되는 MRI나 각종 변전 설비 등에 폭넓게 응용되고 있다.
앞으로 재료공학에 나노테크놀로지가 적용되면 우리는 또한 지금은 전혀 상상할 수 없는 새로운 물질을 만나게 될 것이다. 인류의 자연에 대한 도전은 나노 테크놀로지의 등장과 함께 정점을 향해 달리고 있는 것이다.