인류의 역사는 석기 시대, 청동기 시대, 철기 시대 등과 같이 구분합니다. 이와 같이 인류의 역사는 인류가 사용해온 도구의 발전 과정이며 구체적으로는 도구를 이루는 소재의 발전 과정입니다. 그럼 소재란 무엇일까요? 소재란 어떤 것을 만드는 데 바탕이 되는 재료를 말합니다.
혹시 콜라 좋아하시나요? 여기에 3개의 콜라가 있습니다. 그런데 조금씩 다른 부분이 있습니다. 무엇일까요? (쉬고) 네, 담겨 있는 용기가 다르네요. 첫 번째는 유리, 세라믹이라고도 합니다. 두 번째는 고분자 물질인 플라스틱, 세 번째는 금속입니다. 이 모두를 우리는 소재라고 하고, 여기에 보이는 3가지를 기초 소재라고 합니다.
우리는 실생활 속에서도 많은 소재와 접하게 됩니다. 예를 들어 모자, 휴대폰, 필기구, 옷, 안경, 신발 등 우리가 가지고 있는 소지품의 90퍼센트 이상이 화학 소재로 이루어져 있는 것을 알 수 있습니다. 특히, 일본의 필기구는 한국의 청소년들이 가장 많이 쓰는 일본 제품이기도 합니다. 이처럼 소재의 종류는 다양하고, 우리 생활 곳곳에서 쉽게 찾을 수 있습니다.
만약 이러한 소재가 없다면 휴대폰은 상상도 할 수 없을 것 이며 옷도 입을 수 없을 것 이며, 심지어 자동차도 탈 수 없습니다. 그렇게 되면 먼 거리도 걸어서 가야할 것이고 우리의 생활은 원시시대나 다를 바 없을 것입니다.
우리는 다양한 소재 중에서 ‘고분자로 이루어진 소재’를 소개하고자 합니다. 플라스틱이란 열이나 압력으로 소성 변형을 시켜 성형할 수 있는 고분자 화합물을 통틀어 이릅니다. 예로는 이러한 것들이 있습니다.
지금은 플라스틱 시대라고 할 정도로 플라스틱이 다양하게 이용되고 있습니다.
지금부터 2가지 플라스틱을 보여드리려고 합니다.
첫 번재는 CD입니다. CD는 폴리카보네이트라고 하는 플라스틱으로 이루어져 있습니다. 여기에 제가 라이터를 이용해 불을 붙여보겠습니다.
(시연- 껍질을 벗긴 CD를 라이터를 이용해 가열하여 풍선을 분다.)
이 플라스틱은 열을 가했을 때 녹아서 풍선을 불 수 있습니다.
두 번째는 투명한 컵을 준비했습니다. 이 컵 역시 플라스틱인데요. 여기에 두 가지 액체를 넣고 섞어 보겠습니다. (시연-투명컵에 두 가지 액체를 넣고 섞는다. 색소도 넣고, 부풀어 오르면 빨대와 우산 등 장식을 한다.) 이 플라스틱의 이름은 폴리 우레탄입니다. 우레탄에 불을 붙여보면 녹지 않고 타는 것을 볼 수 있습니다. 플라스틱은 그 종류에 따라 열에 녹기도 하고, 녹지 않기도 해서 다양하게 이용할 수 있습니다.
다음은 고흡수성 수지입니다. 고흡수성수지는 자기 무게보다 수십 배에서 수백 배까지 물을 흡수하는 수지입니다. 여기 3개의 플라스틱 컵 속에는 고흡수성수지가 들어있습니다. 여기에 물을 부으면(시연) 물을 흡수하면서 서로 다른 모양으로 변합니다. 물을 흡수해 눈가루처럼 부푸는것도 있고, 굳는 것도 있습니다. 또한 이렇게 구슬형인 고흡수성 수지도 볼 수 있습니다. 처음에는 이만했던 구슬이 물에 넣어두자 이렇게 부풀어 올랐습니다. 우리는 이 구슬을 이용해 작은 화분을 만들어 보았는데요. 이러한 원리로 사막에서도 식물을 재배할 수 있습니다.
물을 흡수하는 이러한 성질을 이용해 고흡수성수지는 기저귀, 방향제, 수경재배 등에 널리 이용되고 있습니다.
특히, 휴대폰은 소재의 집합체라고 할 수 있는데요. 휴대폰과 같이 첨단기기를 구성하는 소재를 첨단소재라고 합니다. 삼성, 애플, 구글 등 세계적인 기업들은 새로운 소재를 찾기 위해 노력하고 있습니다.
어떠신가요? 소재가 좀 친숙하게 느껴지시나요? 이상으로 발표를 마치겠습니다. 경청해주셔서 고맙습니다.