변신의 묘미가 인간 삶을 아름답게 하는 것
변신의 묘미가 인간 삶을 아름답게 하는 것
  • 제주신보
  • 승인 2019.03.06
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변종철 제주대학교 명예교수, 전 제주대학교 자연과학대학 학장

요즘 젊은 층들 외형의 변신이 신선하다. 이처럼 필요성에 의한 유리의 변신이 다양하고 기발해 경이롭다. 단단한 유리와 부드러운 유리, 전도체 유리와 절연체 유리, 난반용 단열재 유리 등 변화무쌍하다. 이들의 변신은 죄가 아니고 삶을 상쾌하고 아름답게 한다.

화학자들의 호기심과 상상력은 무궁무진하고 끊임없이 펼쳐지고 있다. 그 결과의 산물 때문에 인간의 삶이 변화하고 있다. 식물들은 환경에 적응하면서 자신을 지키고, 종족을 보존하기 위해 노력하는 과정에서 변신도 수행한다.

우리의 피부가 햇빛을 심하게 받으면 검게 탄다. 며칠이 지나면 원래의 피부색으로 돌아온다. 이처럼 유리도 햇빛을 받으면 검어지고, 빛이 차단되면 본래 상태로 돌아가는 카멜레온 같은 유리도 있다. 물론 이 유리는 빛이 강할수록 검은 색도 짙어진다.

이런 장난스러운 유리의 용도를 생각해보면 재밌다. 자동차 운전자가 이런 유리로 된 안경을 착용하면, 쾌적한 상태에서 운전을 할 수 있다. 이것은 상대방 차의 빛을 느끼면 순간적으로 검은 색 선글라스로 변신한다.

이것을 유리창으로 이용하면 흐린 날에는 투명한 상태로 유지되고, 햇빛이 출현하면 유리창은 검은 색으로 변한다. 이 마술 덕분에 실내의 밝기는 일정한 수준으로 유지되어 상쾌한 생활을 즐길 수 있을 것이다.

이처럼 빛의 세기에 따라 가역적인 변화를 일으키는 것을 포토크로믹 글라스(photochromic glass)라고 칭한다. 붕규산유리에 할로겐화은의 미세한 결정을 분산시켜 사진작용을 이용한 광반응에 의해 착색·무색의 광가역변성을 일으키는 것이다.

보통 유리는 열에 약한 결점을 지니고 있다. 그래서, 유리컵에 뜨거운 물을 부으면 대부분 깨진다. 보통 화학실험에서 사용하는 석영유리로 만든 용기는 1,200정도의 고온에서도 본래의 모습을 유지한다. 석영유리는 열에 의한 팽창계수가 대단히 작아 붉게 가열한 후 물속에 던져도 깨지지 않는다. 이것은 자외선을 잘 투과하므로 이 방면의 기구로도 사용된다.

그러나, 녹기 쉬운 유리는 야금공장에서 자신의 역할을 충실하게 거행할 수도 있다. 금속 표면에 이 유리 분말과 첨가물을 혼합한 도료를 바른다. 온도가 올라가면 첨가물은 녹아서 타버리고, 유리만이 피막으로 남는다. 이 막에 의해 산소가 철과 접촉할 수 없게 됨으로써 녹이 슬지 않는다.

이 유리 피막은 고온 하에서 가공 뿐만 아니라, 완성된 금속 제품의 표면 보호에도 도움이 될 수 있다. 이처럼 유리의 변신과 응용은 무궁무진하다. 과학의 발전은 상상의 나래에서 시작한다.

유리의 발전사를 음미하면 장점은 그대로 최대한 활용하고, 유리 자체의 단점은 다른 분야에 멋지게 응용한다. 물론 장단점을 다른 차원의 이용 분야로 승화시키는 것도 과학의 묘미이다.

유리이용의 시초는 화산의 용암이 갑자기 냉각되어 미처 결정화되지 못하고 생성된 유리, 즉 흑요석(Obsidian)이다. 이것은 석기시대의 활촉, , 장식품으로 사용된 최초의 유리이다. 인류가 불을 이용하여 토기를 만든 것이 공업기술의 시발이라 할 수 있다. 이렇게 볼 때 요업은 인류최초의 공업이다

지금은 유리가 흔한 물질이지만, 한 때는 왕실이나 귀족만이 이용할 수 있는 보석이였다. 시대에 따라서 가치를 인정받는 보석의 종류는 바뀌었다. 보석에는 영원한 아름다움이라는 것이 내재되어 있다.

근본적인 바탕을 고려하면 다이아몬드 보다 유리가 보석으로서 더 의미가 있다. 다이아몬드는 숯덩어리처럼 탄소의 무리이다. 이를 가열하면 흔적도 없이 사라져버린다. 그렇지만 유리는 이산화규소를 뿌리로 하며, 규소는 반도체의 근원 역할을 한다. 사람처럼 보석도 외형의 아름다움과 내면의 견실함이 다를 수 있다.


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