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신소재 신재료 100
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신소재 신재료 100

  • 일본 뉴턴프레스
  • |
  • 아이뉴턴
  • |
  • 2014-04-10 출간
  • |
  • 152페이지
  • |
  • 210 X 275 X 30 mm /523g
  • |
  • ISBN 9788955378856
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평

1. 출간 의의

무엇이 우리의 삶을 바꾸는가?

역사상 새로운 소재나 재료의 등장은 인류의 생활에 커다란 변화를 가져왔다. 예컨대 청동기와 철기의 등장은 그때까지 석기에 의존하던 생활을 크게 바꾸어 놓았다. 그리고 20세기에는 나일론, 플라스틱, 고무 등이 등장함으로써 인류의 생활도 크게 모습이 바뀌었다. 나아가 근년에는 더욱 강한 합금, 가볍고 튼튼한 탄소 섬유, 청색 발광 다이오드, 리튬 이온 전지, 네오디뮴 자석 등 여러 가지 신소재가 개발되면서 새로운 공업 제품이 만들어져 우리의 생활은 더욱 편리하고 쾌적해졌다.
이렇듯 새로운 재료의 등장은 사회를 단숨에 변화시키고, 현대 문명은 그러한 재료에 의해 지탱되고 있다. 이 책에서는 지금까지 사회를 바꾸어 온 소재·재료와 앞으로 사회를 급변시킬 가능성이 있는 신소재·신재료를 소개한다.
Part 1에서는 금속 재료를 다룬다. 튼튼하고 가공하기 쉬운 금속은 여러 가지 용도로 사용되는, 우리 생활에서 빼놓을 수 없는 재료이다. 더욱 튼튼하고 기능이 높아지는 금속 재료와, 현대 산업 사회의 필수 비타민이라 할 수 있는 희소 금속, 그리고 중요한 희소 금속의 대체 연구에 대해 살펴본다.
Part 2의 주제는 탄소 소재이다. 가볍고 튼튼할 뿐 아니라 전기를 통하는 등 뛰어난 성질을 가진 ‘탄소나노튜브’의 발견 이후 탄소 소재는 차세대 재료로 주목되고 있다. 신형 비행기에 사용되기 시작한 탄소 섬유 등 기대되는 탄소 소재를 소개한다.
Part 3에서는 생물에서 배우는 꿈의 신소재를 소개한다. 생물의 몸은 고성능 소재의 집합체라고 해도 과언이 아니다. 근년에 이루어지고 있는, 생물의 구조와 기능을 모방한 신소재와 공업 제품의 연구 개발에 대해 알아본다.
한편 이제까지 없던 성질이나 기능을 가진 새로운 재료의 등장은 사회를 급변시키는 경우가 있다. Part 4에서는 그럴 가능성을 숨긴 특출한 재료들을 모아 소개한다.
마지막으로 Part 5에서는 우리가 흔히 사용하는 제품이나 구조물 등에 감추어진 ‘진화하는’ 소재를 살펴본다. 우리의 주위에는 여러 가지 제품이나 구조물이 가득 차 있지만 그들을 이루는 소재나 재료를 의식하는 경우는 거의 없을 것이다. 거기에 숨어 있는 놀라운 소재·재료의 진면목을 살펴본다.
신재료와 앞으로 개발될 특출한 소재에 의해 우리 생활은 과연 어떻게 변할까? 앞으로 다가올 미래 사회의 모습을 이 책을 통해 미리 볼 수 있을 것이다.

2. 특장

● 탄력 있는 강철, 희소 금속, 더 강한 금속…, 현대 사회의 기둥
고대의 금속은 전투의 승패는 물론, 그 집단 전체의 성쇠까지도 좌우하는 중요한 무기의 재료였다. 근대 이후에는 산업 용도의 쓰임새가 늘어나면서 중요도가 더 높아졌다. 근년에는 과학 기술의 발전과 함께 다양한 특성을 가진 금속이 나오고 있다. 더욱 강한 금속 합금, 대나무처럼 휘어지는 강철, 고무처럼 탄력성이 있는 철 합금, 초전도를 실현하는 ‘철이 들어 있는 물질’ 및 현대 산업의 비타민이라고도 불리는 희소 금속과 그 대체품에 대한 연구에 대해서도 상세히 알아본다.

● 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 풀러렌, 그래핀…, 새로운 사회의 주인공
탄소는 차세대의 강력한 주인공이 되었는데, 그 발단은 ‘탄소나노튜브’의 발견이었다. 탄소나노튜브는 지름의 크기, 탄소 원자의 배열 방식에 따라 전기를 잘 통하는 ‘금속’이 되기도 하고 전기가 아주 조금만 통하는 ‘반도체’가 되기도 하는 중요한 특성을 가졌다. 현재는 풀러렌, 그래핀 등과 함께 차세대 재료로서 주목되고 있다. 책에서는 이들과 탄소 섬유를 사용한 신형 비행기, 탄소 소재의 우주 엘리베이터, 나노 케이블, 나노 코일, 워프트 나노그래핀 등, 새로운 응용에 대해서도 소개한다.

● 동물과 식물의 특성을 활용한 새로운 소재…, 뜻밖의 재료들
지구상의 동식물은 인간과 더불어 살아가는 존재로서 중요할 뿐만 아니라, 소재·재료면에서도 매우 중요한 힌트를 준다. 즉 동식물의 질기거나 미끄럽거나 끈끈한 성질 등을 이용한 다양한 소재와 재료가 개발되는 것이다. 도마뱀과 조개에서 배운 만능 점착제, 물방울을 ‘붙잡는’ 막, DNA로 만드는 나노 크기의 퍼즐, 끈적끈적하지 않은 테이프, 벌레잡이 식물을 모방한 ‘아주 잘 미끄러지는’ 소재 등은 그 대표격이다. 자연에서 배우는 신소재와 신재료의 다양한 특성을 정리한다.

● 쇠보다 강한 종이, 접착제 없는 나노 반창고’…, 다양한 발상
불타지 않는 종이, 쇠보다 강한 종이, 빛으로 움직이는 플라스틱, 접착제 없는 ‘나노 반창고’ 등을 상상해 본 적이 있는가? 또 금이 생긴 것을 ‘스스로 고치는’ 콘크리트, 철강보다 강한 플라스틱은 어떤가? 서로 어울리지 않거나 반대되는 듯한 성질을 가진 신소재와 신재료가 다양한 발상으로 개발되고 있다. 인간의 무한한 탐구 정신과 더 좋은 상태로 개선하려는 의지가 합쳐져 이루어진 성과라 할 수 있다. 이처럼 과거에는 없던 기능을 가진 여러 가지 재료와 소재에 대해 알아본다.

● 새로운 스타일의 과학 단행본 ― 뉴턴 하이라이트 시리즈
과학 잡지 《Newton》의 기사 중에서도 뛰어난 기사만을 주제별로 정리해, 과학 단행본으로 펴내는 책이 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’이다. 《상대성 이론》 《양자론》 《인체-21세기 해부학》 《뇌와 마음의 구조》 《주기율표》 《블랙홀 화이트홀》 《지구 온난화》 《신비한 수학의 세계》 등 물리, 화학, 생명과학, 지구과학, 우주과학, 수학 등 각 분야의 최신 성과를 세계 최고 수준의 그래픽을 바탕으로 소개하고 있다.

목차

프롤로그 : 사회를 바꾼 특출한 재료

Part 1 사회를 지탱하는 금속 소재
강한 금속을 만든다! / 대나무처럼 탄력 있는 강철이 생겼다 / 고무처럼 탄력성이 있는 철 합금 / ‘철이 들어 있는 물질’로 초전도를 실현! / 균일한 나노 크기의 ‘금 달걀’ 합성에 성공 / 희소금속이란 무엇인가? / 중요 희소 금속 ① : 리튬 / 중요 희소 금속 ② : 백금 / 중요 희소 금속 ③ : 네오디뮴과 디스프로슘 / 중요 희소 금속 ④ : 인듐 / 리튬의 대체 연구 / 백금의 대체 연구 / 디스프로슘의 대체 연구 / 네오디뮴의 대체 연구 / 인듐의 대체 연구 / 재료과학 뉴스

Part 2 기대되는 탄소 소재
탄소 섬유를 사용한 신형 비행기 / 탄소나노튜브란 무엇인가? / 탄소 소재가 우주 엘리베이터를 가능하게 한다? / 탄소나노튜브로 신소재를! / ‘축구공’을 액체로!? 풀러렌에 새로운 전개 / 빛을 쬐면 발전하는 ‘나노 케이블’ / 늘어나고 줄어드는 ‘나노 코일’ / 주목 받는 ‘그래핀’은 어디에 유용할까? / ‘그래핀’으로 노벨상 / 세계를 바꿀 새로운 분자를 만들고 싶다 / 재료과학 뉴스

Part 3 생물에서 배우는 신소재
‘인공 광합성’ 실현에 도전 / 도마뱀붙이와 조개에서 배운 만능 점착제 / 물방울을 ‘쥐는’ 막이 생겼다 / DNA로 만드는 나노 크기의 그림맞추기 퍼즐 / 끈적거리지 않는 테이프를 만들었다 / 벌레잡이 식물을 모방한 ‘아주 미끄러운’ 소재 / 세포를 종이접기처럼 접을 수 있다! / ‘생체와 기계의 하이브리드’를 목표로 / 재료과학 뉴스

Part 4 미래를 바꿀 특출한 재료
‘나노 도르래’로 신축이 자유로운 재료를 만들다 / 쇠보다 강한 종이가 생겼다! / 열로만 발전하는 새로운 소재 등장 / 접착제가 필요 없는 ‘나노 반창고’ / 전원 불필요! 빛으로 움직이는 플라스틱 / 갈라진 틈을 ‘스스로 치료하는’ 콘크리트 / 상처를 막아 지혈하는 ‘새로운 접착 재료’ / 대부분이 물인데도 튼튼한 소재 / 철강보다 강한 플라스틱 / 블루레이 디스크를 능가하는 새로운 광 기록 재료 / 주사를 사용하지 않는 ‘새로운 백신’으로 진전 / ‘거울↔투명’의 변환이 자유자재인 신재료 / ‘치아 반창고’로 이를 지켜라! / 세계 최초! 액체 실리콘으로 만드는 태양 전지 / ‘액체↔고체’를 빛으로 자유롭게 다루는 신재료 / 세슘의 존재를 빛으로 알게 하는 물질 / 불투명을 투명으로 바꾸는 물질 / 재료과학 뉴스

Part 5 진화하는 소재
‘종이’는 여기까지 발전했다! / 진화하는 문구 / 건물은 어디까지 높아질 수 있을까? / 액체와 고체 사이 / 재료과학 뉴스

도서소개

이 책에서는 지금까지 사회를 바꾸어 온 소재·재료와 앞으로 사회를 급변시킬 가능성이 있는 신소재·신재료를 소개한다. 금속 재료, 탄소 소재, 생물에서 배우는 꿈의 신소재, 이제까지 없던 성질이나 기능을 가진 새로운 재료의 등장, 우리가 흔히 사용하는 제품이나 구조물 등에 감추어진 ‘진화하는’ 소재 등을 다룬다.
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