시멘트의 부활 눈에 보이지 않는 이론이 거대 구조물을...

시멘트의 부활
눈에 보이지 않는 이론이 거대 구조물을 지탱하다

석조 등대 건설 과정에 ‘소성 시멘트’ 분야를 개척해 세계 건축사를 바꾼 토목공학자 존 스미턴

1759년, 존 스미턴이 강력한 시멘트를 이용해 다시 세운 에디스톤 등대가 처음 불을 밝혔다. 이후 전 세계 등대가 이 방식으로 건설되었으니 스미턴은 가히 현대 시멘트 공학의 선구자로 인정받을 만하다.

‘포틀랜드시멘트’를 개발하여 현대 문명을 상징하는 고층 빌딩 건설을 가능케 한 영국 벽돌공 조지프 애스프딘

애스프딘이 발명한 시멘트는 ‘포틀랜드시멘트 (Portland cement)’로 불렸다. 경화된 뒤의
고체가 영국 포틀랜드섬에서 채취되는 포틀랜드석과 비슷하다고 해서 붙여진 이름이다.

산업혁명과 자본주의는 시멘트와 콘크리트 없이는 불가능했을 거라고 말해도 지나치지 않을 정도로 두 물자의 역할은 지대했다. 현대 문명을 상징하는 고층 빌딩이나 거대한 댐, 교량 등도 모두 콘크리트를 이용해 만들어낸 작품이다.

1825년
획기적인 고무 제품 탄생
고무 시대가 세상을 바꾸기 시작하다

‘악마의 물질’로 불리며 골칫거리로 전락한 콜타르로 방수포를 만들어 공업화에 성공한 찰스 매킨토시

염색업자는 녹인 고무를 무명천 2장에 발라서 맞붙이면 방수포가 된다는 지식을 터득했고 공업화하는 일에 나섰다.

공업화는 매우 성공적이었고, 초기 생산품은 순식간에 전량 매진되었다. 그도 그럴 것이 방수포는 비가 많이 내리는 글래스고에 안성맞춤인 상품이었기 때문이다. 이 인물의 이름은 찰스 매킨토시(Charles Macintosh, 1766~1843)로, 지금도 ‘매킨토시’라는 레인코트 브랜드가 유통되고 있을 정도로 대단한 성공을 거두었다.

1827년
사진 발명
반도체 제조에도 활용되는 사진 기술

17세기 네덜란드 화가 페르메이르도
‘카메라 오브스쿠라’를 이용해 그림을 그렸다고?

우표보다 작은 크기 실리콘에 다이오드 100만 개 등 디바이스를 새겨 반도체를 만드는 ‘포토리소그래피’ 기술

1834년
콜타르를 분석하다
누구도 상상하지 못한 가치를 찾아내다

골칫덩어리 취급받던 콜타르에서 인공 염료 페놀과 아닐린을 추출해 보물섬으로 만든 독일 화학자 프리들리프 룽게

모두에게 외면당한 룽게의 혁신적인 두 발명품
‘페놀’과 ‘아닐린’의 가치를 알아보고 성공을 일군 화학자는?

룽게에게는 어떨지 모르지만 인류에게는 다행스럽게도 룽게의 논문에 주목한사람이 있었다. 아우구스트 빌헬름 폰 호프만 (August Wilhelm von Hofmann, 1818~1892)이라는 독일 화학자가 바로그다.
호프만이 룽게의 바통을 이어받고 달려 마침내 새로운 시대의 계기를 만든다.

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

본격적인 사진 실용화의 계기가 된 프랑스 화학자 다게르의 발명품 ‘다게레오타이프’

1839년
고무 실용화
현대 문명을 지탱하는 고무의 시대로

고무 실용화에 뚝심 있게 도전해 탄성과 내구성을 갖춘 고무를 개발하는 데 성공한 미국 발명가 찰스 굿이어

굿이어가 우연히 발견한 ‘가황법’으로 전 세계에 신소재 고무 열풍이 불다

굿이어는 생고무에 소량의 황을 첨가해서 가열하면 잘 튕기는 성질이 나타나고 내구성이 극적으로 향상된다는 사실을 알게 되었다. 이것을 ‘가황법’이라고 한다.

찰스 굿이어의 동생 넬슨 굿이어(Nelson Goodyear)는 황을 25퍼센트 이상 첨가하면 검고 매우 딱딱한 고무가 만들어진다는 사실을 발견했다. 그는 이 기술을 발전시켜 ‘에보나이트(ebonite)’라는 이름의 수지로 실용화하는 데 성공했다. 에보나이트는 ‘흑단’을 의미하는 ‘에보니(ebony)’에 ‘~석’을 의미하는 접미사 ‘-ite’가 결합해서 만들어진 용어다. 에보나이트는 악기의 마우스피스, 만연필 등에 사용된다.

생고무 4,000톤을 얻기 위해 인디오 3만 명을 희생시켰다고?

고무를 구성하는 거대한 분자 폴리이소프렌의
두 가지 구조는?

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’

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

유럽 열강에 비해 중국의 화포 개량이 더딜 수밖에 없었던 이유

제르튀르너는 왜 양귀비 추출물을 분리한 물질에 그리스 신화의 꿈을 관장하는 신의 이름을 따서 모르핀이라고 명명했을까?

1841년
농업과 화학의 융합
비료를 공업적으로 인공 합성하는 시대가 오다

한랭화의 영향으로 자전거가 발명되었다는데, 왜일까?

비료를 공업적으로 인공 합성하는 시대가 펼쳐지다

유럽과 일본에서도 도시화가 진행되자 도시에서 나온 분뇨를 농촌에서 거름으로 사용했다. 전 세계적으로 손에 꼽는 대도시였던 에도는 19세기에 인구가 100만 명이 넘었다고 한다. 한데 그 많은 인구를 지탱한 것은 그들이 배설한 분뇨였던 셈이다.

1845년
흑색화약의 종언
새로운 화약의 시대가 도래하다

유럽 각국의 육군 군복이 갈수록 화려해질 수밖에 없었던 절박한 이유

농업에 경제학을 융합시켜 근대화를 지향한 독일 농학자...

농업에 경제학을 융합시켜 근대화를 지향한
독일 농학자 알브레히트 테어

독일 농학자 알브레히트 테어(Albrecht Thaer, 1752~1828)는 노퍽식 농법을 심도 있게 연구했다. 그 결과 그는 ‘클로버를 심는 일’, ‘땅을 비옥하게 만드는 일’의 중요성을 발견했다

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

돌턴의 원자설로도 설명할 수 없는 화학 반응이란?

50년 동안 화학계에서 철저히 외면당한
아보가드로의 분자설

아보가드로는 ‘압력과 온도가 같은 기체에는 종류와 무관하게 같은 수의 분자가 들어 있다’ 라는 법칙을 발표했다. 1811년의 일이다.

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

가스등은 어두운 거리를 밝혀 세상을 빛의 시대로 이끈 것만으로도 세계사를 바꾼 주요 도구의 하나로 인정받을 만하다. 한데 여기서 그치지 않고 가스등은 이후 더 큰 ‘보물’을 만들어낸다.

1814년
실패작으로 끝난 로켓 개발
영국 로켓 실패가 초강대국 미국의 작은 원동력이었다?

미국 대통령 관저가 ‘화이트하우스’로 개명된 것이 독립전쟁 당시 영국군의 로켓포 공격으로
불탔기 때문이라는데?

남북전쟁의 물줄기를 바꾼 볼티모어항 맥헨리 요새 전투

밀폐 보존 용기를 발명하여 세계 요리사와 전쟁사를 ...

밀폐 보존 용기를 발명하여 세계 요리사와 전쟁사를 바꾼 요리사, 니콜라 아페르

나폴레옹 군대는 어떻게 유럽 곳곳에서 기동전을 펼치며 연전연승을 거둘 수 있었을까? 한마디로 정리하면, ‘병사들의 굶주린 배를 어떻게 채울 것인가?’에 대한 새롭고도 확실한 해결책을 찾아낸 것이 결정적이었다고 말할 수 있다.

식품 장기 보존이라는 수천 년의 인류 과제를
‘통조림’이라는 혁신적인 기술로 완성한 영국 발명가 피터 듀란드

1806년

알칼리 제조의 희비극

배신당한 발명

영국의 해상 봉쇄로 심각한 알칼리 부족 사태에 직면한 프랑스

혁신적인 탄산나트륨 제조법을 발명했으나
돈도 명예도 잃고 권총 자살한 의사 출신 화학자 르블랑

프랑스가 외면한 르블랑 공정을 이용해
화학 공업의 비약적인 발전을 앞당긴 영국

1808년

근대 원자설

돌턴이 근대 원자설을 주창하다

고대 그리스 시대에 탄생한 원자라는 단어를
근대에 부활시킨 영국 과학자 돌턴

돌턴의 원소기호는 베르셀리우스의 원소기호와 달리 왜 널리 보급되지 못했을까?

"원소는 더 이상 쪼갤 수 없는 작은 입자, 즉 원자로 이루어져 있다. 각각의 원소는 그에 해당하는 고유한 원자로 구성되며, 각각의 원자는 고유한 질량을 가진다. 원자는 만들어내거나 파괴할 수 없다. 화학반응은 원자들이 옮겨 다니면서 재배열되는 것이다."

"원소는 더 이상 쪼갤 수 없는 작은 입자, 즉 원자로 이루어져 있다. 각각의 원소는 그에 해당하는 고유한 원자로 구성되며, 각각의 원자는 고유한 질량을 가진다. 원자는 만들어내거나 파괴할 수 없다. 화학반응은 원자들이 옮겨 다니면서 재배열되는 것이다."

오늘날과 같은 알파벳을 사용한 원소기호는
스웨덴 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스
(Jöns Jacob Berzelius, 1779~1848)가 1814년에 고안한 것이다.

1809년
농업을 화학의 관점에서 바라보다
자본주의적 근대 농법의 시작

농경지를 사등분하여 돌려짓기하는 ‘노퍽농법’
으로 생산성을 비약적으로 향상시키다

‘문화(culture)’라는 말은 ‘경작한다’라는 의미의 라틴어 ‘쿨투라(cultura)’에서 유래했다. 그렇다. 문명은 농업과 함께 시작되었다.

노퍽 농법은 클로버, 밀, 순무, 보리의 사이클로 경작하는 방법을 말한다. 농경지를 사등분하여 돌려짓기하는 노퍽 농법은 ‘사포식 농법’ 이라고도 한다.

세계사를 바꾼 ~~ 시리즈, 그 8번째 이야기 “과...

세계사를 바꾼 ~~ 시리즈, 그 8번째 이야기


“과학적 연구는 그 자체를 위해,

과학의 아름다움을 위해 해야 합니다.
그러고 나면

라듐처럼 과학적 발견으로 인류에게 혜택을 줄 기회가 항상 생깁니다.”

— 마리 퀴리 노벨화학상·노벨물리학상 수상자

세계사를 바꾼 화학 이야기 2 : 자본주의부터 세계대전까지 | 오미야 오사무 저/김정환 역

‘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!

˝과학적 연구는 그 자체를 위해, 과학의 아름다...

"과학적 연구는 그 자체를 위해,

과학의 아름다움을 위해 해야 합니다.
그러고 나면

라듐처럼 과학적 발견으로 인류에게 혜택을 줄 기회가 항상 생깁니다."

— 마리 퀴리 노벨화학상·노벨물리학상 수상자

세계사를 바꾼 화학 이야기 2 : 자본주의부터 세계대전까지 | 오미야 오사무 저/김정환 역

‘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!

콘크리트는 압축에 강한 반면 잡아당기는 힘에는 약하다. 반대로 철은 압축하면 휘어지지만 잡아당기는 힘에는 강하다. 이런 콘크리트와 철의 장단점을 간파하고 둘의 장점만을 결합해 ‘철근 콘크리트’라는 신소재를 개발함으로써 세계사를 바꾸고 인류가 현대 문명을 발전시키는 데 공헌한 인물이 있다. 조제프 모니에가 바로 그다. 놀랍게도 모니에는 정원사였다.

구스타프 아돌프 바이스라는 이름의 독일 건축가가 조제프 모니에를 찾아왔다. 모니에가 철근 콘크리트 화분으로 특허를 취득한 지 18년째 되던 1885년 어느 날의 일이다. 방문 전 실시한 하중시험 등을 통해 모니에의 ‘철근 콘크리트’의 성능과 잠재력을 높게 평가한 바이스는 특허권을 취득하는 대가로 그에게 당시로서는 상상하기 힘든 액수였던 200만 마르크를 제시했다.

찰스 굿이어가 많은 시행착오 끝에 고무를 개발하는 데 성공한 이후 그 연장선에서 탄생한 물질 ‘구타페르카’가 세계사의 물줄기를 바꾼 또 다른 명장면이라 할 만한 일화다.

오늘날의 자동차 사회를 지탱하는 주춧돌이자 대단한 혁신 제품 ‘공기를 넣은 고무 타이어’는 이렇게 발명되었다. 이는 아일랜드 수의사 존 보이드 던롭이 자신의 동물 치료 경험을 바탕으로 아들의 자전거 경주 대회 참가를 돕고자 바퀴 문제를 해결하기 위해 궁리하던 중 일어난 또 하나의 ‘세렌디피티’였으며, 세계사의 물줄기를 바꾼 흥미진진한 일화다.

자본주의란 세상의 거의 모든 것을 화폐, 즉 돈으로 교환할 수 있는 ‘상품’으로 취급하는 사회 시스템으로 규정할 수 있다. 이에 따라 상품 생산과 소비가 끊임없이 확대되며 전 세계로 퍼져 나갔다.

기술자가 마을의 공장 등에서 소량으로 만들던 총·대포 같은 무기와 군용 장비를 자본주의적 대규모 공장이 정해진 규격으로 대량 생산하는 방식으로 근본적으로 바뀐 것이다. 남북전쟁을 계기로 본격화한 전쟁의 근대화는 두 차례 세계대전으로 이어졌다.

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

세균·곰팡이를 공격해 파괴함으로써 생물을 보호하는 물질, 포름알데히드

염장(鹽藏)은 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.

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