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나노에 둘러싸인 하루 (살림청소년 융합형 수학과학총서 20)
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김문제, 송선경 지음
| 2010년 8월 17일
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| 브랜드 : 살림Friends |
| 쪽수 : 208 쪽 |
| 가격 : 9,800 원 |
| 책크기 : 152*225 |
| ISBN : 978-89-522-1491-1-43400 |
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[살림청소년 융합형 수학과학 총서 20]
나노과학기술이 펼쳐질 미래의 일상은 어떤 모습일까?
상상을 현실로 만들어 주는 나노과학기술의 모든 것!
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기후변화의 대안은 나노과학기술이다?
나노과학기술의 모든 것을 담은 쉽고 재미있는 교양서!
과학자들은 나노과학기술이 없는 미래과학은 생각할 수조차 없다고 말한다. 특히 기후변화가 전 세계적인 이슈로 떠오른 지금, 나노과학기술이 인류의 환경·에너지 문제를 해결해 줄 새로운 대안이 될 수 있다는 주장까지 나오고 있다. 나노과학기술이 태양 전지와 같은 친환경 에너지의 효율을 높여 주어 화석에너지를 사용할 때 발생하는 환경 오염을 막을 수 있다는 것이다. 이와 같은 과학계의 조류에 따라 8월 17일부터 20일까지 한국에서 열린 세계적인 나노과학기술 종합 전시회 에서도 ‘녹색성장’이라는 키워드로 나노과학기술을 재조명했다.
요즈음 이런 나노과학기술 뉴스를 접할 때면 “불가능은 없다!”라는 말이 생각난다. 과학에 의해 인류의 삶이 엄청난 속도로 변하고 있다는 사실은 더 이상 새삼스럽지 않지만 나노과학기술에 의해 변화될 미래의 모습은 그야말로 다른 세상의 이야기처럼 들린다. 외국인과 자유롭게 대화할 수 있는 ‘만능 통역기’, 주사를 맞을 때 떨지 않아도 되는 ‘아프지 않은 주사기’, 저절로 먼지가 사라지는 ‘청소가 필요 없는 집’ 등 나노과학기술은 우리가 상상만 했던 것들을 현실로 만들고 있다.
이렇게 나노과학기술은 미래를 바꿀 신기술로 주목받고 있지만 정작 나노과학기술이 무엇이고 그것이 어떻게 우리의 삶을 바꾸고 있는지를 설명해 주는 책을 찾기는 쉽지 않다. 『나노에 둘러싸인 하루』는 다음 세대의 주인공인 청소년들을 위해 쉽고 재미있게 나노과학기술을 소개하는 책이다. 나노과학기술의 발전 과정, 나노과학기술의 현황과 전망, 나노과학기술로 인해 변화될 미래의 모습 등 나노과학기술의 모든 것을 다양한 사례를 곁들여 이해하기 쉽게 설명한다.
칼날에도 찢어지지 않는 옷을 만들 수 있다고?
상상을 현실로 만들어 주는 나노과학기술이 펼쳐진다!
나노과학기술이란 지극히 작은 크기의 물질을 만들거나 가공하는 과학기술을 말한다. 물질을 작게 만드는 일은 커다란 것을 작게 만드는 ‘탑 다운’과 원자나 분자 등 아주 작은 물질로 신소재를 만드는 ‘바텀 업’ 등 2가지 방법으로 가능하다. 세상에서 가장 작은 물질인 원자를 마음대로 조작하는 일은 누구도 만들지 못한 정교한 물질을 만들어 낼 수 있다는 점에서 그 자체만으로도 매력적이다. 하지만 나노과학자들이 물질을 작게 만들려고 하는 데에는 더 중요한 이유가 있다. 물질이 나노미터 크기로 아주 작아지면 원래 물질과는 다른 새로운 특성이 나타나기 때문이다. 탄소 원자를 다시 배열해 만든 ‘탄노나노튜브’는 철보다 수백 배 강하면서도 무게는 거의 없는 놀라운 특성을 가진다. 이 탄소나노튜브를 사용하면 얇고 가벼우면서 악당들의 칼날 공격에도 끄떡없는 스파이더맨의 옷을 만들 수도 있다.
탄소나노튜브 외에도 다양한 신소재를 만들어 내는 나노과학기술은 정보통신, 생명공학, 우주항공, 스포츠문화산업 등 다양한 분야에 응용된다. 예를 들어 우리가 주사를 맞으면 아픈 이유는 피부에 있는 통점 때문인데, 만약 주사바늘을 아주 작고 얇게 만들어 주사바늘이 통점까지 미치지 않는다면 어떻게 될까? 그 주사기가 바로 우리가 상상했던 ‘아프지 않은 주사기’일 것이다. 『나노에 둘러싸인 하루』는 이렇듯 나노과학기술의 현재와 변화될 미래의 모습을 소개하는 동시에 유익한 과학 지식도 함께 제공해 준다. 더불어 책에 수록된 다양한 사진 자료와 귀여운 일러스트는 독자들이 부담스럽지 않게 책을 읽을 수 있도록 도와준다.
나노과학자와 아나운서가 나노과학기술로 만들어질 뉴스를 전하다!
미국에서 나노과학기술을 직접 체험하는 도 놓칠 수 없는 기회!
이 책의 저자 김문제 교수는 텍사스 주립대학교에서 나노과학기술을 연구하고 있는 나노과학기술의 권위자이다. 나노과학기술을 이용해 세계에서 가장 작은 태극기와 성조기를 만들기도 한 그는 재료공학 및 의료공학 분야에서 거둔 뛰어난 성과로 전 세계 과학자들의 주목을 받고 있다. 공동 저자인 송선경은 과학을 어려워하는 청소년들을 위해 과학을 알기 쉽게 설명해 주는 사이언스 트랜슬레이터이다. 그녀는 SBS 아나운서로 활동한 경험을 살려 나노과학기술로 인해 만들어질 미래를 이야기하듯이 풀어낸다.
청소년들을 위한 과학 교육에 큰 관심을 가지고 있는 두 저자가 이 책과 함께 기획한 도 눈길을 끈다. 2011년 1월 말부터 3주간 미국 텍사스 주립대학교에서 실시되는 은 나노과학기술에 꿈을 가진 청소년 3명과 청소년을 위한 미래과학 교육을 이끌어 나갈 인솔 교사 1명을 선발하여 나노과학기술 실습 및 강의를 제공하는 프로그램이다. 자세한 사항은 9월 초부터 살림출판사 홈페이지(www.sallimbooks.com)와 주요 온라인 서점을 통해 고지된다. 체험하는 과학, 재미있는 과학을 위한 저자들의 노력은 대한민국 청소년들을 미래과학의 주역으로 만들어 줄 좋은 계기가 될 것이다.
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무궁무진한 상상력의 근원, 나노
쉽고 재미있는 나노의 세계
PART 1 나노야, 반가워
나노란 무엇인가
나노, 세상에 알려지다
나노를 발견하다
나노과학기술이란 무엇인가
PART 2 나노야, 병을 고쳐 줘
나노마스크
아프지 않은 주사기
나노로봇
표적지향형 약물전달시스템
PART 3 나노야, 최첨단 기기를 만들어 줘
스마트 기기
만능통역기
전자코
원격의료
PART 4 나노야, 부모님을 도와줘
색이 바뀌는 페인트
스스로 흠집을 없애는 페인트
청소가 필요 없는 집
똑똑한 창문
PART 5 나노야, 놀자
나노스포츠용품
나노화장품
나노수영복
나노장갑과 나노장화
참고문헌
사진 출처
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『나노에 둘러싸인 하루』는 보통 사람들이 쉽게 이해할 수 있도록 나노과학기술을 아주 재미있게 소개하고 있다. 특히 과학에 흥미가 있는 청소년들이 이 책을 읽고 나노과학기술에 더욱 많은 관심을 갖게 되기를 기대해 본다. _서상희(한국과학기술연구원 나노소재기술개발사업단 단장)
나노의 세계를 이해하고 나노의 눈으로 바라본다면 무궁무진한 가능성이 가득한 세상이 펼쳐진다. 『나노에 둘러싸인 하루』는 나노의 세계를 쉽게 이해시켜 줄 뿐만 아니라 그것이 공학으로까지 확대 응용될 수 있는 길을 보여 주고 있다. 청소년들에게 미래를 향한 디딤돌로써 꼭 권장해 주고 싶은 책이다. _김영운(서울대학교 재료공학과 교수)
이전에는 나노과학기술에 대해 그다지 관심을 갖지 않았다. 솔직히 말하면 복잡하고 어려울 것이라는 선입견 때문에 애써 피한 셈이다. 하지만 『나노에 둘러싸인 하루』를 읽고 생각이 바뀌었다. 딱딱하고 어렵게만 느껴지던 과학이 이렇게 재미있을 수가! 가벼운 흥분마저 느낀다. 과학적 사실을 재미있고 친근하게 이야기 형식으로 전해 준 지은이의 노력이 돋보인다. _유협(SBS 아나운서)
『나노에 둘러싸인 하루』를 읽다 보면 어느새 우리가 실생활에서 쉽게 접하고 있지만 잘 알지 못했던 나노과학기술에 대한 많은 지식이 쌓여 가는 걸 깨닫게 된다. 더 작아지고 더 똑똑해지고 더 섬세하게 우리의 필요를 채워 줄 나노의 미래가 기대된다. 마지막 장까지 술술 읽혀 내려가 책 한 권을 금세 완독하는 기쁨을 준 책이다. _한지혜(배우)
우리가 평소에 사용하는 휴대전화, 스포츠용품, 화장품 등에는 최첨단 나노과학기술이 응축되어 있다. 눈에 보이지도 않는 작은 세계가 우리의 삶을 편리하고 풍요롭게 바꾸고 있는 것이다. 『나노에 둘러싸인 하루』는 이렇게 미래를 변화시키는 나노의 세계로 우리를 초대한다. _백승용(서울과학고등학교 교사)
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물질은 그 구성 원자와 분자들의 배열 상태에 따라 다른 성질을 나타냅니다. 예를 들어 연필심과 다이아몬드는 모두 탄소 원자로 구성되어 있지만 두 물질의 원자 배열은 매우 다릅니다. (중략) 이처럼 원자의 배열 구조에 따라 물질은 서로 다른 모양과 성질을 나타냅니다. 그래서 이론적으로만 보자면 원자와 분자를 재배열할 수 있는 기술과 그것을 아주 정교하게 다룰 수 있는 기구가 있다면, 연필심의 원자를 재배열하여 다이아몬드를 만드는 생각을 해 볼 수도 있습니다.
나노과학기술 중 바텀 업 기술은 원자와 분자를 사람이 원하는 대로 재배열하여 새로운 소재와 구조물을 만들고자 하는 기술입니다. 앞으로는 이 바텀 업 기술로 자연 상태에는 존재하지 않는 신소재를 만들고 이 신소재로 지금까지 없었던 놀라운 기능을 가진 소자를 만들 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
- pp.38~39
주사를 맞으면 아픈 이유는 사람의 피부에는 통증을 느끼는 감각점인 통점이 있기 때문입니다. 주사바늘이 피부를 찌를 때 바로 이 통점을 자극하면 아픔을 느낍니다. (중략) 하지만 만약에 매우 가는 바늘을 만들어서 통점과 통점 사이에 주사바늘이 들어가게 한다면 어떨까요? 아마도 우리 몸은 통증을 전혀 느끼지 못하거나, 아주 약간밖에 느끼지 못할 것입니다. 또 주사를 맞고 나면 피가 나거나 피부조직이 손상되어 멍이 들기도 하고, 주사자국이 없어지는 데 며칠씩 걸리기도 합니다. 또한 주사를 맞은 후에 관리를 잘못하면 감염의 문제도 있을 수 있습니다. 그런데 주사바늘이 아주 미세할 경우에는 통증이 덜할 뿐만 아니라 주사자국 또한 피부에 남지 않게 될 것입니다.
- pp.55~56
‘화장실 청소 도구 모두 없애도 좋을 듯. 나노과학기술 덕분에 스스로 청소하는 변기가 나올 전망’이라는 흥미로운 기사가 미국의 한 과학 잡지에 실렸습니다. 아무런 청소도구를 사용하지 않고 스위치 하나만 켜면 알아서 화장실이 깨끗하게 청소가 되는 날이 곧 올 것이라는 것입니다. 너무 황당한 것 아닌가 하는 생각이 들었지만 그야말로 귀가 솔깃한 이 일을 현실로 만들기 위해 구체적인 연구가 진행 중이라는 사실이 무척이나 고무적입니다.
이른바 셀프 크리닝 화장실(self cleaning toilet)의 비밀은 화장실 변기의 표면을 특수한 성분으로 코팅하는 데 있습니다. 이 변기의 코팅 재료로는 이산화티타늄이라는 나노입자가 사용됩니다. 화장실의 스위치를 켜면 변기 표면에 코팅이 되어 있는 나노입자들이 빛에 의해 활성화 되어 스스로 변기를 깨끗하게 청소한다고 합니다. 빛이 나노입자에 닿으면 공기와 수증기와 반응하여 그 위의 불순물을 빠른 속도로 분해하는 원리를 이용한 것입니다.
- p.152
스파이더맨처럼 별도의 보조 장치 없이 장갑과 장화만으로 높은 암벽을 오르내릴 수 있다면? 암벽 등반을 즐기는 사람들에게는 꿈의 장비가 아닐까요? 요즘엔 날씨와 계절에 상관없이 실내에서 즐길 수 있는 인공 암벽 등반이 인기라고 하는데 여기에도 로프, 안전벨트, 헬멧 등의 특수 장비가 꼭 필요합니다.
그런데 만일 높은 곳에서 자유롭게 활동을 할 수 있게 도와주는 특수접착물질이 개발된다면 비단 스포츠 분야뿐만 아니라 고층건물이나 높은 산에서 활동을 하는 구조원들도 안전하게 작업을 할 수 있게 될 것입니다. 또 대형 건물의 유리를 청소할 때 위험천만하게 줄을 타고 청소를 하는 모습을 종종 보게 되는데 이 경우에도 더욱 안전하고 효율적으로 작업을 할 수 있게 될 것입니다. 이런 만화 같고 꿈같은 신소재를 과연 개발할 수 있을까요?
- pp.188~189
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