비단,
DNA,
나무,
풍선,
그리고 '실리 푸티'의 공통점은
이들 모두 중합체(폴리머)라는 것입니다
중합체는 우리 삶에서 너무나 큰 부분을 차지하고 있어
중합체없는 세상은
상상할 수도 없습니다
중합체가 과연 무엇일까요?
중합체는 작은 단위체(모노머)가 모여 만들어진
큰 분자 덩어리로서
마치 객차들이 연결되어 열차가 되는 것과 같습니다.
중합(폴리,poly)은 다수라는 뜻이고
단위(모노,mono)는 하나라는 뜻이며
체(머;mers 또는 머로;mero)는 부분이라는 뜻입니다
많은 중합체들은 아주 작은 한개의 단위체가 수 없이
반복 연결 됨으로써 만들어지는 반면
또 다른 중합체들은 두개의 단위체가
특정한 패턴으로 연결되어 있습니다.
모든 생명체는 중합체로 이루어져 있습니다
유기체속의 어떤 유기 분자들은
작고 단순하며
여러 기능 중 한가지 기능만 하는 반면
또 다른 분자들, 특히 구조적 역할을 하거나
유전적 정보를 담고 있는 분자들은
고분자(=거대분자) 입니다
대부분의 고분자(=거대분자) 는 중합체입니다
예를 들어 복합 탄수화물은
단당류의 중합체이며
단백질은 아미노산의 중합체
그리고 핵산과 우리의 유전적 정보를 가지고 있는
DNA와 RNA는
뉴클레오타이드의 중합체죠
나무나 식물들은
섬유소 중합체로 이루어져 있는데
나무 껍질이나 줄기에서 볼 수있는 질긴 물질이 그것입니다.
깃털이나
동물의 털
머리카락
손톱 역시
중합체인 케라틴 단백질로
이루어져 있습니다
여기서 끝이 아닙니다
동물왕국에서
가장 큰 문(생물 분류단위)인 절지동물의
외골격 또한
키틴 중합체란 걸 아시나요?
또한 중합체는
합성섬유, 고무, 플라스틱등의 기본구조입니다.
모든 합성 중합체는 석유에서 뽑아내며
화학반응을 거쳐 만들어집니다.
복합체를 만드는 가장 일반적인
두 가지 화학반응은
첨가 반응과
축합 반응입니다.
이런 반응 외에도
단위체들이 그냥 모여 복합체를 형성하기도합니다.
이 과정은 짝 지어지지 않은 전자인
유리기(:자유 라디칼) 에서부터 시작합니다.
유리기(;자유 라디칼)는
결합체를 공격하겨 결합을 깨서 새로운 결합을 만듭니다
이 과정이 수 없이 반복되면서
길게 연결된 중합체가 만들어집니다.
축합 반응에서는
물과 같은 작은 분자가
각각의 연결을 확장하는 반응에서 만들어집니다.
최초의 합성 중합체는
우연히 만들어졌는데
다양한 화학반응의 부산물이었죠.
화학자들은 그들을 쓸모없게 여겨
무시했었지만
결국 ,레오 메커랜드라는 화학자가
이 쓸모없어 보이는 부산물이 어쩌면
유용할 지도 모른다는 생각을 했습니다
그의 연구로 플라스틱이 탄생되었고
플라스틱은 압력과 온도를 이용해
영구적인 형태를 갖출 수 있게 됐습니다
이 플라스틱의 이름인
'폴리옥시벤자일메틸렌글리콜란하이드리드' 는
기억하기 너무 어려워
광고주들은 '베이클라이트' 라고 명명했습니다.
'베이클라이트'는 전화,
어린이용 장난감
그리고 전기부품의 절연체 제작에 사용되었습니다
플라스틱 산업은 계속 발전해 1907년에는
폭발적 성장을 이루었습니다.
비슷한 종류의 복합체인 실리 푸티 또한
우연히 발명되었죠.
2차 세계 대전 중
미국은 군대를 지원하기 위해
합성 고무가 절실히 필요했습니다
제너럴 일렉트릭사의 화학팀이
발명을 시도했으나
결과는 부드럽고 끈적한 퍼티 (유리를 창틀에 끼울 때 바르는 접합제)였습니다
퍼티는 비록 고무로는 적합하지 않았지만
특별한 성질이 있었는데
튕겨오르는 성질이 그것이었습니다
바로 실리 퍼티의 탄생이었죠!
합성 복합체는 세상을 바꾸어 놓았습니다
생각해 보세요.
플라스틱을 사용하지 않고
단 하루라도 보낼 수 있을까요?
그러나 복합체가 장점만 있는 것은 아닙니다.
예를 들면 스티로폼은 주로 스타이렌 (합성수지/고무 원료) 으로 만들어지는데
이것은 환경보호청에서
발암물질로 구분합니다.
스티로폼이 만들어지거나
쓰레기 매립지나 바다에 버려질 때
스타이렌이라는 독성물질이
주변환경으로 방출됩니다
또한 중합반응을 거쳐
만들어진 플라스틱
즉 스티로폼이나
비닐봉지나
PVC같은 물질은
내구성이 있고, 음식저장용으로도 만들어졌지만
즉, 그 말은 생태계에서 분해되지않는다 는
뜻이기도 합니다
매년 수백만 톤의 플라스틱이
쓰레기 매립지에 버려집니다
플라스틱은 생분해 되지않으며
단지 작은 조각으로
부서지기만 하면서
해양 생태계에 악영향을 주는데
그 악영향은 결과적으로 인간에게 돌아옵니다.
중합체는 부드러울 수도, 딱딱할 수도 있고
끈적거릴 수도, 굳어 있을 수도 있으며
부숴지기 쉬울수도, 강할 수도 있습니다.
이러한 엄청난 다양성이
뜻하는 것은
엄청나게 다양한 물질들이 만들어 질 수 있다는 것입니다
DNA에서 부터
나이론 스타킹에 이르기까지요
중합체는 너무나 유용해서
우리의 일상은 이미 중합체에 의존하고 있습니다.
그러나 그들의 일부는
바다와 도시, 수로를 오염시켜
인간의 건강에 해를 끼치기도 하는데
지금에서야 우리는 이러한 사실을 깨달아 가고 있는 것입니다