한범덕 고문 (전 청주시장)
다사다난했던 2023년도 저물어가고 있습니다 .
한 해를 마무리하고 새해를 맞는 심정은 무겁기도 하고, 설레기도 합니다 .
그런 요즈음 기분이 좋은 소식이 전해집니다. 유럽에서 뛰고 있는 우리나라 축구선수들의 활약상인데요, 특히 프리미어리그에서 뛰는 손흥민과 황희찬 선수의 득점이 계속 나오고 있어 TV중계를 기다리게 됩니다.
그러다가 과학대중화에 앞장서고 있는 이종호 박사의 ‘ 노벨상이 만든 세상’ 이란 책에 완벽한 구형구조를 가진 ‘풀러렌(fullerene)’을 설명하면서 축구공에 관한 이야기가 나와 재미있어 소개 드립니다 .
풀러렌은 1996년 노벨화학상을 수상한 미국의 스몰리 (Richard Smalley), 컬(Robert Curl)과 영국의 크로토(Harold Kroto) 에 의하여 발견되었습니다. 이들은 탄소와 수소원자 여섯 개씩 가지고 있는 벤젠의 고리구조에 의하여 나오게 된 ‘방향족 화학 ’으로 수많은 합성물질이 나오게 되면서 여기에 관심을 갖고 연구한 결과, 풀러렌을 발견하게 된 것입니다.
노벨상을 수상한 이들은 별 사이에 있는 우주 탄소의 분자에 대하여 연구하면서 탄소 원자를 60개 갖고 있는 분자가 다른 화합물보다 많다는 사실에 주목, 특히 이들 분자가 안정되어 있음을 확인하여 풀러렌을 찾아냈다고 합니다 . 60개의 탄소원자가 왜 안정된 분자로 이루어지는가를 연구하면서 그것이 미국의 건축가 리처드 버크민스터 플러(Robert Buckminster Fuller)에 의해 설계된 돔의 형체와 같다는 것을 발견했다고 합니다 . 결국 60개의 탄소원자는 20개의 6각형과 12개의 5 각형으로 이루어져 모양이 축구공과 똑같다는 결론을 얻었습니다. 그러니까 벤젠이 고리로 연결된 화합물이라면, 풀러렌은 ‘구(球)’ 형태의 화합물이라 하겠습니다.
축구공은 초창기 소나 돼지의 오줌보에 바람을 넣거나 동물가죽에 털을 넣어 사용했습니다. 그러다가 고무가 생산되어 안에 고무를 넣고 겉을 가죽으로 싼 공이 사용되어 왔습니다 . 그러나 이런 가죽공은 비만 오게 되면 쓰기 곤란해지고 , 탄력도 제각각이어서 선수들의 플레이가 제대로 보여지기가 어려웠습니다. 결국 FIFA 에서 인정하는 공을 공인구로 했지만 완벽한 축구공은 아니어서 문제가 있었습니다.
자료를 찾아보니 1930년에 열린 1회 월드컵 결승에 아르헨티나와 우루과이가 만났는데, 자기네 공으로 경기를 하자고 주장하다가 전후반 나누어 사용하게 되었습니다. 전반은 아르헨티나 공으로, 후반은 우루과이 공으로 경기를 했는데 공교롭게도 우루과이의 역전승으로 끝났으니 자기네 공을 우기는 것도 당시로서는 이해가 갑니다.
그러다가 1982년 스페인 월드컵에서 방수가죽 공이 나오게 되었습니다. 1986년 멕시코 월드컵에서는 한층 더 발전되어 방수가 잘 되고, 탄력이 뛰어난 인조가죽 공이 등장하였습니다. 1990년 미국 월드컵에서는 폴리우레탄 폼, 1994년 프랑스 월드컵에서는 신택틱 폼으로 만든 공이 사용되어 이전보다 득점력이 평균 0.5골 높아져 흥미를 높이게 되었습니다. 2002년 우리나라와 일본에서 열렸던 월드컵에서는 세 겹으로 싼 3 차원 기능성을 가진 ‘피버노바’라는 공이 사용되어 선수들이 정확하게 공을 컨트롤할 수 있도록 하였습니다 .
기술력의 절정은 2006년 독일 월드컵에서 사용된 ‘ 팀가이스트’라고 합니다. 이 공은 그때까지 32 조각의 공을 14조각으로 줄여버리면서도 둘레 69cm, 무게 441g이라는 가벼우면서도 완벽한 구형을 갖추었습니다. 이 공은 고열고압으로 접착하는 Thermal Bonding 기술이라는 첨단기법을 사용하여 거의 완벽한 공이라는 평가를 받았습니다. 공은 거의 완전한 원을 가져야 지표면과 닿은 면적이 적어 지면마찰을 거의 받지 않아야 좋은 것입니다. 이런 면에서 팀가이스트는 획기적이라는 평가를 받았습니다 .
그 후 2010년 열린 남아공 월드컵에서 조불라니 (Jo’Bulani) 라는 공을 사용했는데 독일에서 쓴 팀가이스트보다 기능이 떨어진다는 평가를 받았습니다. 2014년 브라질, 2018 년 러시아, 그리고 작년 카타르에서 사용한 공들은 디자인 측면에서 다를 뿐 기능은 팀가이스트와 같은 수준이라고 합니다.
여하튼 축구공 형태의 풀러렌은 새로운 합성체 , 초전도체 , 분자컴퓨터 등과 의학적으로 유용한 약제 등 다양한 물질의 제조에 중요한 역할을 하고 있습니다. 특히 풀러렌은 축구공 같아 속이 비어있어 안에 약물을 주입한 후 체내에서 적당한 시기와 위치에서 문이 열리도록 하는 약품도 개발하게 되면 제약업계의 센세이션을 일으킬 것으로 많은 학자들이 예상하고 있습니다 .
오늘도 최고의 날이 되십시오 .
- 미래과학연구원 -
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