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[ 테크 ]

현대 사회를 만든
위대한 화학 발명 5가지

byㅍㅍㅅㅅ

※ THE CONVERSATION에 기고된 「Five chemistry inventions that enabled the modern world」를 번역, 일부 편집한 글입니다.

 

플라스틱 공해 때문에 지구가 위험하다는 소리가 많이 들리고 있습니다. 플라스틱은 우리 인류에게 싸고 저렴한 가격에 많은 편의를 제공한 현대 화학이 만든 신물질입니다. 다양한 형태와 강도의 제품을 싸게 만들 수 있지만 썩지 않는다는 문제가 있습니다.

 

플라스틱도 발명품입니다. 다만 자동차나 비행기나 TV나 컴퓨터 같은 공학적인 발명에 비해서 화학 발명은 상대적으로 덜 중요하게 여겨지고 있습니다. 이에 영국왕립협회는 현대 사회를 만드는 데 큰 도움을 준 화학 발명 5개를 선정 발표했습니다

 

영국왕립화학회가 선정한 현대 사회를 만든 위대한 화학 발명 5가지

1. 페니실린

현대 사회를 만든 위대한 화학 발명

세계 최초의 항생제인 페니실린은 1928년 영국의 알렉산더 플레밍 박사에 의해서 발견되었습니다. 페트리 접시에서 번식한 곰팡이가 주변의 세균의 생육을 저지하는 것을 우연히 발견한 것입니다.

 

플레밍 박사는 이 푸른곰팡이의 배양액에서 페니실린을 발견했지만, 추출해내는 것은 포기합니다. 이후 10년이 지나 1939년 호주의 약학자인 하워드 월터 플로리 박사의 연구팀이 2차 세계대전 발발로 인해 실험 장비가 부족한 여건 속에서도 추출해내는 데 성공합니다. 욕조나 우유 깡통 등을 이용해서 실험 장치를 제작하는 등의 노력으로 빚어낸 결과였습니다.

 

2. 하버-보슈법

현대 사회를 만든 위대한 화학 발명

대기 중에서 가장 많이 포함된 기체는 질소입니다. 이 질소는 생물을 생육하는 데 큰 역할을 합니다. 질소 분자는 매우 안정된 분자이기 때문에, 다른 물질과 반응하기는 매우 어렵습니다. 그래서 식물이나 동물은 대기로부터 질소를 추출해서 이용할 수 없습니다.

 

1910년 프린츠 하버 박사와 카를 보슈 박사는 대기 중의 질소와 수소를 반응시켜 암모니아를 생성하는 하버-보슈법을 발명합니다. 이 발명으로 인해 대기 중의 질소를 이용한 ‘질소 비료’가 농업에 사용할 수 있게 되었습니다. 현재 우리 몸에 있는 질소의 80%는 이 하버-보슈법에 의해 만들어진 것입니다. 이 하버-보슈법의 발명으로 인해 인류는 20세기 전반부터 21세기에 걸친 인구 폭발에 큰 기여를 합니다.

 

3. 폴리에틸렌

현대 사회를 만든 위대한 화학 발명

식품포장, 수도관, 헬멧에 이르기까지 우리 주변의 많은 물건들이 플라스틱으로 제작되고 있습니다. 그리고 이 플라스틱의 원료가 폴리에틸렌입니다. 폴리에틸렌을 원료로 만들어지는 제품은 매년 8천만 톤이나 됩니다. 현대인의 생활을 혁신적으로 바꾼 이 물질을 발견한 사람은 독일의 화학자인 한스 폰 페치만 박사입니다.

 

원래 페치만 박사는 폴리에틸렌과 전혀 관계가 없는 다른 물질을 연구하고 있었습니다. 그러다 1898년에 실험에 사용된 실험관의 바닥에 밀랍 물질이 달라붙어 있는 것을 발견하고, 이에서 매우 긴 분자 사슬로 구성된 물질을 찾아냅니다. 그리고 그 이름을 ‘폴리에틸렌’이라고 붙입니다.

 

페치만 박사의 발견 이후 30년이 지난 1933년에 영국의 화학회사인 ‘임피리얼 케이컬 인더스트리(ICI)’의 화학자가 고압 반응에 관한 실험을 진행하다 페치만 박사가 발견한 물질이 우연히 생성된 것을 발견합니다. 실험기구에서 산소가 누출되어 만들어진 것입니다. 2년 후, ICI는 산소를 이용한 폴리에틸린 생산을 시작합니다.

 

4. 액정 디스플레이

현대 사회를 만든 위대한 화학 발명

PC나 스마트폰, 태블릿 등 하루에도 수차례나 들여다보는 디스플레이 대부분은 액정 디스플레이로 이루어져 있습니다. 이 액정 디스플레이는 1960년대 후반 영국 국방부의 의뢰에 의해서 개발이 시작되었습니다. 당시 영국 국방부는 군용 차량에 탑재하는 비싸고 무거운 브라운관 디스플레이 대신 평면 스크린으로 전환하고 싶어 했습니다. 당시에도 액정 디스플레이에 대한 이론은 개발되어 있었지만, 고온에서 작동한다는 걸림돌이 있었습니다. 평상시에 사용하기 위해서는 상온에서도 액정 디스플레이가 작동되어야 했습니다.

 

1970년 영국 국방부는 헐 대학의 조지 그레이 박사에게 연구를 의뢰합니다. 이에 그레이 박사는 안정적인 액정 재료인 5CB를 개발했습니다. 1970년대 후반부터 1980년대에 걸쳐 생산된 액정 디스플레이의 90%가 이 5CB를 사용했습니다. 1980년대의 전자시계나 계산기의 액정이 바로 이 5BC입니다.

 

5. 경구 피임약과 호르몬제

현대 사회를 만든 위대한 화학 발명

1930년 의사들은 생리 장애를 해결하고 피임하는 데 호르몬 요법을 활용할 수 있다는 사실을 알고 있었습니다. 문제는 저렴한 방법으로 호르몬을 합성하는 것이었습니다.

 

펜실베니아 주립 대학의 러셀 마커 박사는 스테로이드 호르몬의 일종인 프로게스테론을 저렴한 비용으로 대량 합성하는 데 성공합니다. 마커 박사는 멕시코에서 나는 참마 뿌리에서 프로게스테론을 높은 확률로 합성하는 방법을 개발했고, 이를 토대로 황체 호르몬을 주성분으로 하는 경구 피임약의 원조를 만들어냈습니다.

필자 썬도그 (블로그, 트위터, 페이스북)

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