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화학(化學)은 여러 가지 물질을 섞어 금을 만들려고 했던 중세의 연금술에 뿌리를 두고 있으며 원소의 발견을 통해 비약적인 발전을 거듭했다. 화학은 물질의 합성·분석·구조·성질 등을 규명하고 물질 상호 간의 반응을 연구하는 학문이다. 다시 말해 물질현상의 상호관계를 밝혀서 일반적인 원리를 찾아내고 이 같은 원리를 체계화해 여러 가지 유익한 물질을 만들어내는 것을 말한다. 서울경제 파퓰러사이언스는 앞으로 10회에 걸쳐 재미있는 화학 이야기를 게재, 화학에 대한 일반의 이해를 돕고자 한다. =한국화학연구원 비누·나일론·화장품등 생필품도 포함
대량생산으로 풍요로운 삶 가능케 해
화학하면 중ㆍ고등학교 시절 배우던 난해한 원소주기율표가 가장 먼저 떠오른다. 또한 화학물질은 복잡한 분자식으로 표기되는 알 수 없는 물질이며 심지어 ‘화학물질=오염물질’이라는 왜곡된 인식도 뿌리깊게 자리하고 있다. 하지만 화학은 우리의 일상생활 그 자체며 분야도 물리화학ㆍ분석화학ㆍ유기화학ㆍ무기화학ㆍ생화학 등으로 다양하다. 대부분의 사람들은 아침에 일어나면 비누와 치약을 이용하고 여성의 경우에는 화장품으로 치장까지 한다. 그런 후 옷을 입고 차량을 타고 이동한다. 휴대폰을 이용해 누군가와 통화를 하고 몸이 아프면 약을 먹는다. 이 모든 것이 화학과 관련돼 있다. 만일 화학이 없었다면 이 같은 풍요로운 삶도 불가능할 것이다. 우리가 사용하는 비닐이나 플라스틱도 화학의 산물이다. 만일 비닐이나 플라스틱 같은 화학 소재들이 만들어지지 않았다면 불가피하게 천연 소재를 사용해야 하는데 이는 목재나 광석 등의 이용 증가로 지구환경 황폐화를 가속화시켰을 것이다. 또한 나일론ㆍ폴리에스테르ㆍ폴리우레탄 등의 합성섬유 소재가 개발되지 않았다면 휴가철에 수영복을 입는 것이 고역이었을 것이다. 천연섬유로 수영복을 만들면 물을 흡수해 무거워지거나 속살이 드러나지 않도록 하는 것이 불가능하기 때문이다. 최근 유기농산물 열풍으로 쓸모없는 것처럼 치부되는 농약과 화학비료 역시 64억명에 달하는 지구촌 인구를 먹여살리는 실질적 토대가 되고 있다. 농약과 화학비료를 사용하지 않을 경우 야채나 과일의 80%는 상품 가치가 없어지며 벼농사의 경우 생산량이 70%나 줄어들게 된다. 지금처럼 값싸게 구입해 먹을 수 없다는 얘기다. 우리가 먹는 약의 90%는 화학을 이용한 화합물의 산물이며 버드나무 추출물로 알려진 아스피린 역시 지금은 화합물로 제조된다. 특히 약의 원료가 되는 화합물의 가격은 1㎏당 1,000원 수준이지만 이를 버드나무에서 직접 추출할 경우 엄청난 비용은 물론 자연 훼손을 피하기 어렵게 된다. 석유나 천연가스를 원료로 해서 연료나 윤활유 이외의 용도로 사용되는 제품을 만드는 것을 석유화학산업이라고 하는데 이 같은 석유화학산업의 가장 큰 장점은 대량생산이 가능하다는 것이다. 실제 석유화학산업을 통해 수많은 화학물질이 만들어지고 이를 통해 각종 비닐이나 플라스틱 등이 만들어진다. 물론 문제점이 없는 것은 아니다. 한국화학연구원 신물질연구단의 김형래 박사는 “현재 원유는 각종 화학물질, 그리고 마지막 찌꺼기는 도로를 포장하는 아스팔트로 남김 없이 사용된다”면서 “하지만 원유 1배럴 가운데 90%는 모두 태워버리는 연료로 사용하는 등 인류가 석유자원을 지나치게 낭비하고 있다”고 지적한다. 현재 우리나라의 석유화학산업은 저가품을 대량생산하는 방식에서 벗어나 고부가가치를 얻을 수 있는 방향으로 전환되고 있다. 금보다 비싼 소재를 개발하거나 정밀화학기술을 필요로 하는 의약품 개발, 그리고 이산화탄소를 절감하는 기술 개발 등이 바로 그것이다.
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