답답한 날엔 화학을 터뜨린다(어른의 과학 취향 2)

국내 최초 10만 화학 유튜버 장홍제 교수와 함께하는

짜릿한 지식의 해방을 향한 카운트다운!

5, 4, 3, 2, 1, BOOM!!!

★★★

특유의 마성이 느껴지는 화학자.

내가 보지 못한 부분까지 한발 더 들여다봤다!

- 채승병(KAIST 물리학 박사, KFN TV 〈역전다방〉 출연)

우주 산업 ‘1조 달러’ 시대, 2025년 11월 대한민국도 누리호 4차 발사를 성공시키며 세계 7대 우주강국에 진입했다. 이 거대한 도약의 중심에는 ‘물질’로 이론을 증명해낸 화학이 있었다. 우주로 나아가는 힘의 이론이 물리학이라면, 힘의 구현은 화학이다. 제아무리 위대한 이론도 인간이 살아가는 우주에서 현실이 되려면 물질로 구현되어야 한다.

세계가 정교한 에너지의 시대를 통과하며 지구라는 요람을 벗어나려 애쓰고 있는 지금, 화학자로서의 자신의 존재 가치를 ‘폭발’이라 정의하는 국내 최초 10만 화학 유튜버 장홍제 교수가 《답답한 날엔 화학을 터뜨린다》와 함께 돌아왔다. 로켓의 발사는 인류가 고안한 가장 거대하고 정교한 ‘연쇄 폭발’의 예술이라 할 수 있다. 그동안 ‘폭발’이라는 단어는 오로지 터지는 순간의 파괴적인 모습과 터진 이후 남은 잔해와 폐허로 부정적인 인상을 떠올리게 했다. 하지만 저자가 말하는 폭발은 인류가 단위 면적당 가장 밀도 높은 에너지를 통제하기 위해 벌이는 고도의 지적 사투의 과정이다. 이 과정을 생생하게 그려낸 이 책은 통제력이라는 새로운 가치를 창출해내는 화학의 아름다움을 보여준다.

과학을 즐기는 어른들을 위한 깊이 있는 안내서, ‘어른의 과학 취향’ 시리즈 1권 《들뜨는 밤엔 화학을 마신다》에 이어 더 강렬하고 화려하게 돌아온 취향 과학서 2탄. 어디서도 본 적 없는 하드코어 화학자 장홍제가 들려주는 폭발의 진화와 화학의 본질! 지금부터 답답한 일상을 깨뜨리는 강렬한 화학의 세계로 독자들을 초대한다.

[목 차]

추천의 말

10초 전: 점화하며

9초 전: 폭발과 화염의 매력

8초 전: 흑색 화약, 그리고 기사 문화의 종말

7초 전: 나이트로셀룰로스와 문화의 부흥

6초 전: 폭발의 시대, 다이너마이트와 TNT

5초 전: 더 강하게, 더 화려하게

4초 전: 핵무기와 죽음의 진화

3초 전: 폭발물 랭킹 토크

2초 전: 무정부주의자의 요리책

1초 전: 모든 것은 폭발한다

BOOM!: 터뜨리며

미주

[본 문]

“필자는 화학자의 본래 가치는 자연 속 물질을 다루고, 동식물의 변화를 이해하며, 반응을 통해 화학만이 창출할 수 있는 거대한 가치를 다루는 것에서 나오게 되리라고 잠정적인 결론을 내렸다. 그리고 폭발물에 관심을 두게 되었다.” - 〈10초 전: 점화하며〉, 12쪽.

“초기 핸드건은 단순한 형태의 총포로, 긴 나무 끝에 총신을 달고 약실에 흑색화약을 채운 뒤 불꽃을 가져다 대 점화하는 방식이었다. 가늠쇠도 견착도 강선도 없어서 명중률이 떨어지고 재장전 시간도 길었지만, 물리적으로 저장된 에너지의 활용이 아닌 화학 반응으로 활이나 석궁보다 뛰어난 파괴력을 지녔다. 갑옷을 뚫을 수 있는 총알은 기사들을 무기력하게 만들었고, 이는 곧 중세 봉건제를 대표하는 기사 계급의 몰락을 가속한다.” - 〈8초 전: 흑색화약과 기사 문화의 종말〉, 58쪽.

“이런 복잡한 이름보다는 이산화 탄소의 성질과 엮어 귀엽거나 말랑말랑한 이름을 붙였다면 기억하기 좋지 않을까 하는 아쉬움이 남지만, 수천만 가지 물질마다 다른 이름을 달아주기는 어렵다. 결국 구성과 형태를 그대로 표현하는 가장 직관적인 방식으로 화학물질을 부르면서 이름이 구조를 그려내고 구조가 기능을 만든다는 화합물의 기본 원리가 만들어진다.” - 〈7초 전: 나이트로셀룰로스와 문화의 부흥〉, 75쪽.

“셀룰로스는 소화될 수 없어 탈을 일으킬 수 있으니, 나이트로셀룰로스의 맛이 궁금하다고 먹어보지는 말자. 그럼에도 도저히 궁금증을 참을 수 없다면, 경험자로서 나이트로셀룰로스는 아무런 맛이 나지 않는다는 사실을 알려주겠다.” - 〈7초 전: 나이트로셀룰로스와 문화의 부흥〉, 76쪽.

“폭발이 담고 있는 파괴력은 전쟁의 양상부터 경제와 사회까지 모든 것을 변화시켰으며, 그 힘은 결국 평화와 진보를 위한 끊임없는 노력으로 이어졌다. 흥미로운 점은 나이트로글리세린과 다이너마이트는 대폭발 시대의 첫 단추에 불과했다는 것이다. 음속을 넘는 충격파를 만들어낸 인간은 더 강하고 안전한 폭발을 찾아 화학의 세계를 헤엄치기 시작한다.” - 〈6초 전: 폭발의 시대, 다이너마이트와 TNT〉, 115쪽.

“기폭약을 체험해보고 싶다면 과거 국내에서 ‘콩알탄’이라는 이름으로 판매되던 불꽃놀이 장난감을 구해보자. 손톱만 한 크기의 작은 종이 주머니에 알 수 없는 물질이 곱게 포장된 모습의 콩알탄을 바닥이나 벽처럼 단단한 곳에 던지면 ‘딱!’ 하는 소리를 내며 터진다. 혹시 그 안에 무엇이 있을지 뜯어본 사람이라면 검에 그을린 모래알로 가득했던 것을 기억할 것이다. 모래 알갱이들은 서로 부딪혀 충격을 주기 위함이며, 소음과 함께 사라져버린 무언가가 바로 뇌산 은이다. 매우 적은 양으로도 꽤 강력한 폭발을 일으키기 때문에 아마도 안전 사고가 자주 일어나 최근에는 거의 보이지 않는 듯싶다. 물론 필자는 바지 주머니에서 실수로 폭발한 적도, 손에 쥐고 일부러 터뜨린 경험도 있으며, 꽤 많이 따가웠던 여름철 기억이 생생하다. ” - 〈5초 전: 더 강하게, 더 화려하게〉, 143쪽.

“물론 TNT와 비교하면 0.03%에 불과한 질량이지만, 이마저도 대부분 원자폭탄의 형태를 구성하는 물질 들이며 핵심적인 고농축 우라늄-235는 64kg뿐이었다. 그렇다고 64kg의 우라늄이 석탄이 불타오르듯 모조리 우당탕 핵분열하며 에너지를 방출한 것도 아니다. 이 중 핵분열에 참여한 우라늄은 0.7kg, 즉 700g에 불과하다. 이조차도 참여한 것이지 반응한 것은 아니다. 축구 경기에 참여하는 선수는 양 팀 합쳐 22명 이상이지만, 실제로 골을 넣는 데 성공하는 인원은 몇 안 되는 것과 다름없다. 리틀보이의 우라늄 중 단 0.6g만이 핵분열을 통해 소멸하며 파괴적인 에너지를 방출했다. 다시 한번 환산한다면 0.6g이 1만 5,000톤의 TNT와 비견될 정도이니 원자폭탄의 혁신적인 위력을 체감할 수 있다.” - 〈4초 전: 핵무기와 죽음의 진화〉, 167쪽.

“흔히 공기의 연금술이라는 표현이 사용된다. 공기 속에 풍부한 질소로 비료를 만들었고, 이제는 공기를 구성하는 기체만으로 당이나 아미노산, 더 나아가서는 탄수화물과 단백질, 지질을 만드는 화학 반응도 개발되고 있다. 식품을 넘어 무기와 의약품 등 모든 것을 공기로 만드는 기술이 언젠가 우리가 직면한 지구 온난화를 넘어 완벽한 지구 환경 제어라는 기술력의 한계까지 도달하는 가장 아름다운 연금술의 재현이 될 수 있지 않을까.” - 〈3초 전: 폭발물 랭킹 토크〉, 216쪽.

“과거의 뇌관은 외부에서 강한 열에너지를 공급하는 방식에서 탄생했다. 흑색화약을 점화하기 위해 가까이에 불을 가져다 대려면 충분한 공간이 필요하며, 이는 무작위 방향을 향한 에너지의 낭비로 이어진다. 심지어 그 과정에서 사용자에게 공격이 가해질 수도 있다. 가장 안전한 방식은 멀리서 도화선(導火線, fuse)을 이용해 점화하는 것이며, 선의 길이에 따라 폭발 시점을 얼마나 늦출지 결정할 수 있게 된다. 반대로 불이 붙은 상태로 유지되어 천천히 타오르며 방아쇠를 당기는 순간 옮겨지는 불이 점화를 일으키는 화승(火繩, match)은 총기에 선호된다.” - 〈2초 전: 무정부주의자의 요리책〉, 250쪽.

“팝콘 외에도 유사한 폭발은 흔하다. 이제는 찾아보기 쉽지 않지만, 시장이나 아파트 단지 방문 판매로 등장하는 ‘코리안 붐 마스터(Korean Boom Master)’, 뻥튀기 아저씨의 다양한 곡물 폭발이 그중 하나다. 고소한 향의 갈색 커피를 만들려면 꼭 필요한 로스팅도 마찬가지다. 원두 내부의 수분과 가스가 팽창하면서 퍼스트 크랙(first crack)이라는 팝콘 터지는 소리를 내고, 이어지는 셀룰로스 구조의 파괴인 세컨드 크랙(second crack)은 더 격렬한 소리와 함께 원두를 빠르게 부풀려 작은 폭발을 일으킨다. 만약 프라이팬에서 원두를 볶는다면 팝콘처럼 통통 튀는 모습도 볼 수 있다. 이러한 현상은 팝콘을 튀기는 것이 단순히 신나는 현상이 아니라 물질의 위상 변화와 압력 해방이 만들어내는 강력한 힘이라는 것을 보여준다. 우리가 이해해왔던 화약, 다이너마이트, TNT 등 모든 폭발물은 이러한 급격한 에너지의 해방이라는 공통 원리를 바탕으로 한다.” - 〈1초 전: 모든 것은 폭발한다〉, 269쪽.