[화학을 시작하기 전에] 화학을 공부하면 무엇을 할 수 있을까?











화학은 앞에서 언급한 것처럼 다른 자연과학 분야들과 연관성이 높고 응용범위가 넓은 학문이기 때문에 다양한 재능과 관심을 가진 사람이 필요하다. 

예를 들어 수학과 물리에 흥미가 있고 근본적인 자연법칙을 탐구하고 싶은 사람은 물리화학을, 새로운 물질의 연구와 개발에 관심이 있는 사람은 유기화학이나 무기화학을, 생물체의 신비에 관심이 있는 사람은 생화학을, 새로운 실험방법을 고안하는 일이나 기기에 대한 관심이 높은 사람은 분석화학을 선택할 수 있다. 

즉 어떤 재능이나 관심을 가진 사람이라도 화학에서는 자신의 길을 찾을 수 있다. 또한 화학은 화학공학, 재료공학, 핵공학, 의학, 약학, 농학, 축산학, 수산학, 식품학, 환경학 등 수많은 응용분야의 기초가 되기 때문에 화학적인 지식을 갖춘 후에 이런 분야들로 진출하는 것도 좋을 것이다.



HIV의 프로테아제에 에이즈 치료제인 크릭시반 (Crixivan)이 결합한 구조. 리본은 단백질 사슬을 나타내며 공 모양이 크릭시반이다. 오른쪽 그림은 크릭시반이 결합한 부분만 확대한 것이다.


화학을 배운 사람들이 참여할 수 있는 유망한 분야를 몇 가지만 예를 들어보자. 생활수준이 향상되면서 건강에 대한 관심이 많아지고 있기 때문에 신약개발의 중요성도 더욱 높아지고 있다. 예를 들면 에이즈는 2003년 12월을 기준으로 감염자 수가 4천만 명에 달하여 세계적인 문제가 되고 있다. 

다국적 제약회사인 머크 (Merck)사의 연구자들은 에이즈 치료제를 개발하기 위해 먼저 에이즈의 원인이 되는 HIV (human immunodeficiency virus)의 핵심 단백질 가운데 하나인 프로테아제의 삼차원 분자구조를 결정하였다. 그리고 그 효소에 결합하여 활성을 억제할 수 있는 화합물을 컴퓨터로 디자인하여 합성한 결과 에이즈 치료제인 크릭시반이라는 치료제가 탄생하였다. 이와 같이 새로운 치료제를 개발하는 연구에는 화학자들이 주도적인 역할을 하게 된다.

에너지 고갈과 환경오염으로 인하여 대체 에너지를 개발하는 것이 시급한 과제로 떠오르고 있다. 여러 가지 대체 에너지 가운데 가장 매력적인 것은 태양에너지를 이용하는 것이라는 사실에 많은 사람들이 동의한다. 태양에너지를 이용하는 방법은 여러 가지가 있는데 그 열을 이용해 직접 물을 데우기도 하고 태양에너지를 전기적 에너지로 바꾸는 태양전지도 있다. 

또한 물을 분해하여 수소를 합성하는데 태양에너지를 이용하는 것도 매우 흥미로운 주제이다. 여기에서 만들어지는 수소는 직접 연소시켜 열을 발생시키는데 사용할 수도 있고 연료전지를 통해 전기를 얻는데 사용할 수도 있다. 수소 연소반응의 유일한 생성물은 물이기 때문에 완전한 무공해 에너지로 여겨진다. 화학자들은 태양에너지를 높은 효율로 흡수하는 시스템, 태양 에너지를 이용한 수소 발생 시스템, 수소를 이용한 연료 전지 등을 연구하는데 기여할 수 있다.


남극의 오존 구멍



또 한 가지 미래 사회의 중요한 주제는 환경문제이다. 지금은 경제발전이라는 명목으로 애써 외면하고 있지만 멀지 않은 미래에 환경문제를 더 이상 무시할 수 없는 시기가 올 것은 분명하다. 좋은 환경을 보존하기 위해서는 환경오염 물질의 검사와 분석 방법, 환경오염 물질의 영향에 대한 연구, 환경오염 물질의 제거와 재생, 오염을 줄이는 제품이나 산업 공정의 개발 등에 대한 연구가 이루어져야 한다. 

예를 들면 1970년대에 지구 성층권에 있는 오존층이 냉매로 사용되는 프레온 가스 (CFC)로 인하여 파괴된다는 주장이 제기된 이후 화학자들은 프레온을 대체할 수 있는 여러 가지 물질을 개발하여 지금은 차츰 프레온 가스를 사용하지 않는 냉장고 등이 생산되고 있다. 첨단 신소재의 개발 역시 화학자들이 관심을 끌 수 있는 분야이다.

나노기술, 초전도체, 고성능 플라스틱, 세라믹 신소재 등 다양한 신소재 개발에 관심을 가져볼 만하다. 여기에서 설명한 분야들은 화학자들이 참여할 수 있는 수많은 흥미로운 연구 분야들 가운데 극히 일부분일 뿐이다. 여러분이 만약 화학을 전공하게 된다면 그 무한하고 흥미진진한 화학의 세계에 곧 빠져들고 말 것이다.








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