본문 바로가기

전체 글

[9강 우리 주위의 화학] 화장품과 향수 1. 립스틱 훌륭한 립스틱을 만들기 위해서는 일반적으로 생각하는 것보다 훨씬 많은 사항들을 고려해야한다. 립스틱은 일단 부드럽고 펴바르기 쉬워야 하며, 색깔 성분은 립스틱에는 잘 섞여야 하지만 물에는 녹지 않아야 한다. 립스틱에 쓰이는 원료는 다양하여 물고기 비늘에서 금가루까지 사용되지 않는 것이 없으나, 기본적으로는 밀랍, 기름, 안료나 염료를 배합하여 만든다. 밀랍의 경우, 피마자유와 같은 비휘발성 기름과 섞을 수 있는데, 이렇게 만든 물질은 잘 펴져 입술에 발라지면서도 립스틱 튜브에 있을 때에는 모양을 유지하는 성질이 있다. 립스틱에 들어가는 색소는 산화철과 같이 자연에서 구할 수 있는 것을 사용할 수도 있고, 화학적으로 합성하여 만들 수도 있다. 2. 피부 보습제 보습제들은 건조한 피부를 관리할 .. 더보기
[9강 우리 주위의 화학] 주방에서의 화학 & 색과 빛 1. 주방에서 일어나는 화학 비교적 최근에는 음식의 화학적 성질을 더 세밀하게 분석하기 위해 분자 요리학이라는 분야가 생겨났다. 분자 요리사들은 대체로 과학적 훈련을 잘 받은 요리사들인데, 이들은 음식의 화학적 성질을 이용하여 그들의 상호작용을 통해 새로운 풍미를 만들어내거나, 자신이 원하는 새로운 방식의 반응이 일어나게끔 음식을 섞어준다. 다행히 음식에 들어있는 화학 물질들은 매번 같은 방식으로 반응하기 때문에 성공할 확률이 실패할 확률보다 훨씬 높다고 한다. 그렇다면 우리에게 친숙한 주방 속 화학 반응을 몇 개 살펴보자. (1) 빵을 만들 때 제빵사는 빵을 만들기 위해 밀가루, 따뜻한 물, 소금과 기타 첨가물을 섞고, 여기에 살아있는 작은 세포인 이스트를 넣는다. 이스트는 따뜻한 물을 만나 활성화되고.. 더보기
[8강 생명의 화학] 다양한 생활 속 화학물질과 그에 대한 우려 1. 살충제 살충제는 곤충의 피부를 덮고 있는 보호막을 녹이거나 호흡 기능을 막는 것에서부터 물질대사나 신경계를 조작하는 등 다양한 방법으로 작용한다. 유기인제 살충제는 살충제 산업의 주생산물로 1980년대에 널리 쓰였는데, 이 약품은 특정한 효소의 긴으을 손상시켜 곤충의 신경계를 교란시키는 방법으로 작용한다. 콜린에스테라아제라는 이 효소는 신경계에서 아세틸콜린을 파괴하고 신경충동조절자로 작용한다. (아세틸콜린은 신경과 신경, 신경과 근육 사이의 정보를 전달하는 신경전달물질이다.) 콜린에스테라아제가 제대로 기능하지 못하면 아세틸콜린이 분해되지 않아 신경이 한번 신호를 보낸 후에 원래 상태로 되돌아오지 못하는데, 신체를 과도하게 흥분하게하여 발작이나 경련을 일으키다가 죽음에 이르게 된다. 유기인제는 작은 .. 더보기
[8강 생명의 화학] 효소와 의약품 1. 효소(enzyme) 효소는 수백 개의 아미노산으로 구성된 단백질로, 유기체 내에서 필요로 하는 화학 반응들을 수행한다. 효소는 분자 간의 결합을 깨트리는 역할을 한다. 우리가 빵을 먹을 때에, 침에 들어있는 아밀라아제가 녹말을 당 분자로 분해하는 것이 대표적인 예이다. 효소가 반응 속도를 증가시키는 정도는 어마어마하다. 수백만, 심지어 수십억만배로 증가시킨다. 효소가 반응하는 물질을 기질(substrate)이라 하고, 기질이 변형된 것을 효소의 생성물이라고 한다. 대강 보면 효소가 촉매와 비슷해보일 수 있지만, 둘 사이에는 큰 차이가 있다. 촉매는 화학 반응을 촉진시키는 것의 총체를 의미하기 때문에 이런 정의에 의하면 열도 촉매에 해당할 수 있으나, 효소는 생물학적인 고분자 촉매만 일컫는다. 물론 .. 더보기
[8강 생명의 화학] DNA와 RNA, 세포 안의 화학 1. DNA와 RNA 모든 인간의 주된 암호는 DNA(디옥시리보 핵산)라고 하는 세포의 핵 안, 복잡한 분자에 숨겨져 있다. DNA의 분자 구조는 1953년에 제임스 왓슨과 프란시트 크릭에 의해 처음으로 밝혀졌다. 그들은 이 거대분자가 이중 나선 구조를 가진다는 사실을 보였다. 유연하고 탄력성 있는 사다리가 나선모양으로 뒤틀려 있고, 사다리 측면은 디옥시리보당과 인산 분자가 차례로 배열되어 있으며, 사다리의 각 가로대는 질소 염기쌍으로 이루어져 있다. 질소 염기는 4가지(아데닌, 티민, 구아닌, 시토신)만 가능하며 서로 쌍을 이루는데 아데닌은 티민(A-T, 아톰으로 외웠던 기억이 난다.), 구아닌은 시토신(G-C)과 결합한다. DNA를 복제하기 위해서는 핵에 있는 장치가 DNA 분자를 한쪽 끝부터 열게 .. 더보기
[8강 생명의 화학] 생명체를 이루는 화학물질과 광합성 1. 생명체를 이루는 화학물질 모든 생명체에서 일어나는 화학반응은 탄소를 포함하는 유기 화합물에 크게 의존한다. 물론 산소와 같은 무기 화합물도 분명 생명체의 기능유지에 기여하지만, 생명체에게 핵심적이고 근본적인 역할은 유기화합물의 몫이다. 대부분의 생명체에서 찾을 수 있는 4가지의 중요한 유기화합물이 있다면, 탄수화물, 지질, 단백질, 핵산이다. 이들을 생체분자(biomolecule)라고 하는데 각각의 분자들은 1. 유기체를 원활하게 작동시키고, 2. 에너지를 생산, 처리, 저장하며, 3. 종을 재생산하고 번식하는 데에 중요한 역할을 한다. (1) 탄수화물(carbohydrate) 탄수화물은 생명체의 주요 에너지원이다. 이는 빵이나 파스타, 쌀에도 들어있지만 가장 기본적인 탄수화물을 떠올려보자면 설탕을.. 더보기
[7강 물질] 탄소와 유기화합물 1. 탄소와 탄소화합물 탄소는 인체를 구성하고, 우주에서는 6번째로 풍부한 원소이다. 탄소는 자연상태에서도 유용하지만, 산업적으로 많이 응용되기 때문에 탄소와 탄소 화합물에 대한 연구는 지속되고 있다. (1) 자연에서의 탄소 탄소는 다양한 형태의 동소체로 자연에 존재하는데, 예를 들어 다이아몬드, 흑연, 비결정성탄소 등이 있다. 탄소가 이러한 다양한 물질을 이룰 수 있는 것은 탄소의 원자 구조 때문이다. 탄소의 원자 번호는 6번으로, 6개의 양성자와 6개의 전자를 가지고 있다. 6개의 전자는 두 개의 전자껍질 속에 들어가는데, 전자 두 개는 핵에서 가장 가까운 전자껍질에, 나머지 전자 네 개는 가장 바깥쪽 전자 껍질 속에 있다. (이를 원자가 전자껍질이라 한다.) 원자가 전자껍질은 8개까지 전자를 가질 .. 더보기
[7강 물질] 금속과 합금 1. 금속의 특성 많은 사람들이 금속에 대하여 잘 알고 있다고 생각하지만 사실은 그렇지 않은 경우가 많다. 금속을 떠올릴 때에 우리는 흔히 광택이 있고 내구성이 강한 물질을 떠올리지만, 수은은 단단하지 않고, 내구성이 강하지도 않다. 또한 금속에 속하는 나트륨을 우리는 매일 2000밀리그램씩 해치운다. 따라서 과학자들은 금속을 정의하는 특성을 서술할 때에 보수적으로 다가갈 수밖에 없는데, 그럼에도 금속을 정의할 때 사용할 수 있는 몇 가지 일반적인 기준들이 있다. 첫째, 쉽게 양이온을 형성하고(전자를 잃고), 금속 결합을 이룬다. 금속 원자의 전자는 하나의 원자에 묶여있지 않고, 한 원자에서 다른 원자로 자유롭게 움직여 다니다가 전자가 금속 원자를 떠나면 양이온이 된다. 둘째, 금속은 전기전도성이 높다... 더보기

티스토리툴바