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바벨탑의 욕망
The Desire of the Tower of Babel
새로운 제조 기술로 무기/유기 원료나 이를 조합한 새로운 성능과·용도를 가지게 되는 종래에 없던 소재를 신소재(Advanced Materials)라고 한다. 19세기 초 콘크리트와 강철과 같이 새로운 소재가 출현을 하면 사람들의 생활은 큰 변화를 맞게 된다. 1883년 5월 24일 개통된 세계 최초의 현수교는 뉴욕의 '브루클린(Brooklyn)' 다리는 1600만 불을 투입 14년간에 걸쳐 만들어졌다. 화강암으로 쌓은 84미터의 탑 2개에 걸린 강철선 5,434개가 다리를 지탱하는데 길이가 1071Km나 된 이전에는 상상을 못 하던 것이었다. 2008년 8월 현재 세계 최장의 현수교는 일본 고베와 아와지 섬의 아와지를 연결하는 '아카시해협대교(아카시 해협 대교, 明石海峡大橋)'로 중앙의 Span은 1,991m이고 연속 총길이는 3,911m에 달하고 있다.
세계 최고층 기록이 계속 경신되면서 왕년의 '엠파이어스테이트' 빌딩, 시어스 빌딩 순위는 계속 밀리고 있다. 2008년 8월 시점에서 1위는 '타이페이101'였으나, 지금은 10위다. 사우디 Jeddah에 세워질 '제다타워(The Mile High Building)"는 높이가 1,600미터에서 1,008미터로 수정 2029년 완공 예정이다. 인간의 욕망, 마치 바벨탑같이 끝없이 올라가다 무너지는 것은 아닐까? 약간의 문제는 있겠으나 이런 경쟁은 빙산의 일각에 불과하다. 왜냐하면 상상을 초월하는 신소재들이 출현하고 있기 때문이다.
초전도체(Superconducting Material)로 자기 부상 열차, 형상기억합금(Shape Memory Alloy)으로 인공위성부품, 인공 심장밸브, 감응장치 등이 개발되었고, 광섬유(Optical Fiber)로는 빛을 머리카락 굵기에 불과한 수십 μm 섬유 속에 가두어 1만 2천 전화선에 해당하는 정보를 전송하고 있다. 복합 신소재로 탄소수지, 탄소 나노튜브는 과연 어디로 갈까?
현존하는 어떤 금속보다 강하면서 가볍고 유연한 탄소나노튜브(Carbon Nonotube)를 개발이 왕성하다. 1991년 일본의 '스미오 이지마(飯島澄男)' 교수가 최초 발견했는데 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 소재로 지름이 수십 나노미터 이하에 불과하지만 ‘튜브’라 부르게 되었다. 10억 분의 1m가 나노미터고 머리카락의 10만 분의 1 굵기이니 묘사가 힘들다. 전기가 통하는 것은 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도도 동일 굵기의 강철에 100배 수준을 능가하는 반면 15％가 변형되어도 끄떡없다. 수백~수천 가닥을 꼰다면 아직도 머리칼보다 비교가 안 되는 굵기지만 그 강도는 상상을 불허하게 된다. 현재는 5-6가지 방법으로 나노튜브를 만들고 있는데 2024년 시장이 이미 $69억에서 2032년이면 $168억에 달할 것으로 보인다. 응용분야도 다양하게 전개되고 있지만 탄소나노튜브 길이를 늘이기 위한 경쟁도 치열하다. 한국은 원천 기술이 아닌 응용 분야에 상당한 수준에 이르고 있다.
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