"그옛날 불(火)에서부터 지금의 열(熱)까지" - 이공계 연구실 수기공모전 장려상 수상작 -

글쓴이
Scieng office
등록일
2004-08-16 11:20
조회
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그옛날 불(火)에서부터 지금의 열(熱)까지

모닥불을 피우면 뜨거워지고, 그 모닥불로 사냥한 짐승이나 물고기를 구워 먹는 등, 물리현상을 몰랐던 원시인들도 일찍부터 열의 존재를 알고 있었습니다. 또 그리스 신화는 프로메테우스가 제우스신 몰래 불을 훔쳐 인간에게 주었기 때문에 인류 문명이 오늘날처럼 발달하게 되었다고 말하고 있습니다. 즉, 불 또는 불이 내어 뿜는 열을 이용해서 음식을 가공하거나, 도끼나 칼 등 갖가지 도구를 만들어 나가는 과정에서 인류 문명은 크게 발전하게 된 것입니다.
아직도 우리에게는 열이 없는 세상을 상상하기 힘듭니다. 라면 하나를 끓여먹을려고 해도 열의 소중함을 바로 실감할 수 있습니다. 제가 속해 있는 실험실 또한 그 옛날 원시 시대에서 첨단 문명의 발전이 있게 된 지금도 변함없이 연구가 되어왔던, 앞으로도 끊임없는 연구가 있어야 할 열전달을 다루는 실험실입니다. 특히 고전 열(열역학)의 근본 원리에서 좀 더 많은 부분 응용이 요구되는 열유동제어 실험실로 거듭나면서 반도체, 우주산업, 및 첨단산업등에서 가장 중요한 열을 어떻게 냉각하고, 열이 필요한 곳에 얼마나 빨리 열을 공급하는가를 연구하는 일을 수행하게 되었습니다.

제가 속한 기계공학과는1973년 창설과 동시에 아주 중요한 부분을 차지하며, 기계와 관련된 모든 분야에서 많은 기여를 해 왔습니다. 그 중에서 기계공학 열유동제어 실험실은 기계공학에서 중요시 되는 열제어 관련분야에서 많은 부분 도움을 주었습니다. 자동차 냉각 장치 순환에 대한 연구, 냉각기(냉장고,에어컨)에 대한 연구, PDP(대형 TV)의 효율적인 열냉각 방식 제어, KTX(고속철도) 브레이크에 대한 온도 측정에 대한 연구, 그리고 MEMS(초소형 정밀기계기술)에서는 히트파이프(Heat Pipe-노트북과 PC에 장착하여 CPU열을 제거하는 냉각장치)의 연구를 수행하였습니다.
이 모든 연구는 우리 일상에서 흔히 볼수 있는 핸드폰, 노트북, TV, 냉장고, 자동차에서 빠질수 없는 기초 연구입니다. 제가 속해 있는 실험실이 이러한 연구를 수행하여 비로소 우리가 원하는 좋은 제품을 사용할 수 있습니다.

대학교에 들어와서 열이란 과목을 처음 접하게 된 것은 2학년 열역학 과목을 다루면서 시작됩니다. 일상생활에서 많이 보면서 느끼는 것이 열이었지만, 실제 열이라고 하는 보이지 않는 대상을 다루는 학문은 참으로 신비하고, 탐험의 가치가 충분하였습니다. 제가 열역학을 기초로 하여 실제 산업에서 연구가 활발한 열전달을 제어하고, 응용하는 열유동제어 실험실을 선택한 것도 다름아닌 이러한 매력이 있었기 때문이었습니다.
지금 제가 속해 있는 실험실에는 저와 같이 열유동제어에 대한 담다른 애정을 갖고 공부하고자 하는 사람들이 많이 있습니다. 그래서, 더욱 실험실 사람과의 이야기는 재미와 흥미가 넘칩니다. 또한 다른 사람들이 알고 있는 기초적인 지식에서 좀더 전문적인 학습을 하기에 좋습니다.
라면을 하나 끓일 때, 커피물을 끓일 때, 냉장고 문을 열 때, 언제나 저희의 대상은 눈에는 보이지 않지만 열과 관련되어 있습니다. “라면(신라면) 한봉지를 끓일려면 얼마만큼의 열이 필요할까? 100도에서 물이 끓고, 3분동안 끓인다면 아마도 ?? 만큼의 열이 필요할거야!!”,
“냉장고 문을 열면 얼마만큼의 열이 빠져 나갈까? 냉장고 안이 영상2도이고, 면적이 얼마이고, 10초동안 열고 닫았다면 아마도 ?? 만큼의 열이 빠져 나갔을거야..그래서 전기요금이 그에따라 얼마나 들었으니 냉장고를 열때는 항상 돈 ?? 을 생각하고 열어야해”.
우리의 일상생활은 어찌보면 엔지니어(Engineer)를 꿈꾸는 삶을 매일 체험하고 있는 듯 합니다.

제가 연구하는 분야는 응용학문으로서 일반적으로 수학적인 기초를 바탕으로 합니다. 또한 이론과 더불어 실험을 수행하고 있습니다. 이론과 실험에 있어 좀더 나은 결과를 얻고자 우리는 많은 시행착오를 겪기도 합니다. 그래야만이 우리가 생활하는 많은 전자장비나 생활용품들이 안전하고, 오래쓸수 있기 때문입니다. 실험실에 있는 멤버 모두가 오늘 하루만에 해결하려고 하는 일은 없습니다. 연구가 수행되는 과정과정이 좋은 경험이 되고, 학습이 되기 때문에 진정한 엔지니어로 거듭나기 위해 항상 노력하는 자세를 갖고 있습니다. 이런 모습들이 하나의 결실이 되어 좋은 성과를 거둘수 있었습니다.
냉장고 안의 온도를 균일하게 하기 위해서 필요한 쿨러(팬)의 위치를 어떻게 위치시켜야 더 좋은 결과를 줄수 있으며, 고속철도의 브레이크 온도를 측정하여 어떤 재질을 사용해야만이 안전하고 오래 쓸수 있는가를 알 수 있었습니다. 그외에 히트파이프 내부에 얼마만큼의 작동유체(물)를 넣어야만 가장 최적의 열전달이 되는가 하는 문제는 저희가 모두 실험를 통해 얻은 좋은 결과들이었습니다.
물론 우리가 원하지 않은 결과로 인해 연구가 힘들었던 점도 있었습니다. 냉장고에서 열이 빠져 나가지 않게 하기 위해 어떻게 단열처리를 해야하고, 히트파이프의 크기를 얼마나 줄일수 있는냐 하는 것등에서 실제 원하는 만큼의 성과는 거두지 못했습니다. 하지만, 틀림없는 사실은 이러한 밑바탕의 실험이 있고, 이를 토대로 더 나은 장치나 장비를 개발할수 있는 비전은 볼수 있었다는 것입니다.
‘실패를 두려워하지 말라’는 이 말은 너무도 공학인에게 소중한 것 같습니다.

요즘 매스컴이나 여러 다른 대중매체에서 국내외적으로 과학기술의 대중화에 대한 많은 소개가 있습니다. 외국은 국가적 차원에서 보이는 캠페인들도 많이 소개하고 있습니다. 미국은 2061년까지 장기계획으로 전체 미국인의 과학적 소양을 넓히기 위한 '프로젝트 2061' , 영국은 지난 94년 정부 차원에서 과학공학기술 대중이해팀을 설치해 과학문화사업을 획기적으로 지원하고 있으며, 일본도 과학기술이해증진운동 3개년 계획을 만들어 과학기술 진흥사업단을 발족했으며 2010년에는 과학 전문TV채널을 설립한다고 발표했습니다. 특히 중국은 건국 1백주년인 2049년까지 전국민을 대상으로 개발도상국 이상 수준의 과학적 소양을 보급한다는 목표아래 '2049 실행계획'을 꾸준히 추진하고 있으며 2002년에는 세계 최초로 '과학기술보급법'을 만들기도 했습니다.
우리나라에서는 과학기술 기본 계획에 과학기술 문화부문 계획을 수립하고 한국과학문화재단을 과학기술문화 확산을 위한 전담기관으로 지정, 본격적인 과학문화운동을 펼치도록 장려하고 있습니다.
우리나라를 비롯하여 각 나라마다 이러한 일을 수행하게 된 동기는 과학기술의 소중함의 인식에서부터 시작한다고 볼수 있습니다.
21세기 지식기반 경제에서 과학기술은 국가 경쟁력의 핵심 원천으로 등장하고 있기 때문입니다. 과학기술에 대한 국민의 관심과 이해를 증진하고 청소년들의 과학기술에 대한 흥미와 탐구 의욕을 진작하며 과학기술인의 자긍심과 사기를 진작하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이를 통해 우리가 사는 세상을 좀 더 질적으로 풍요롭게 할 것입니다.

불이란 우리 인류에게 없어서는 안될 소중한 존재입니다. 늘 곁에 있기에 가끔 그것의 소중함을 무시하고 지나칠 때가 있습니다. 지금 우리나라에서 겪는 과학인의 부족함이 이러한 무관심에서 비롯되었다고 해도 과언은 아닐 것입니다. 오랜 옛날, 우리의 선조가 정성껏 아끼며, 한번도 소홀히 하지 않은 불을 이제는 우리가 가꾸어 가야 할 때입니다.
사실 오랫동안, ‘열’이란 물체를 데워주거나 또 뜨겁게 해주는 그 무엇 이상으로 깊이 생각하지는 못한 것 같습니다. 그리고 그 열원(熱源, 열이 나오는 곳)으로서는 옛날부터 태양, 불, 마찰운동(추운 날 손을 비빈다거나 나무 송곳을 구멍에 대고 돌릴 때 발생하는 마찰열), 동물의 체온 등등이 그 전부였습니다. 즉 열현상을 연구하는 열학 또는 열역학은 이렇게 역학이나 광학 또는 전자기학보다는 뒤늦게 시작된 것입니다.
한세대가 바뀌고, 또다른 세대가 찾아왔을 때 진정으로 참된 모습을 보이기 위해서는 끊임없는 열에 대한 연구가 수행되어야 합니다.
다른 학문에 비해 열에 관한 연구가 뒤지지 않게 하기 위해서는 엔지니어의 참된 정신을 갖고 인류 발전에 이바지할수 있는 청소년의 참여가 무엇보다 중요한 때입니다.

저는 엔지니어의 길을 선택한 것에 대하여 큰 자부심을 갖고 있습니다. 우리 일상생활에서 엔지니어의 손이 닿지 않은 곳은 찾아볼 수가 없습니다. 좀 더 편한 삶을 추구하는 인간에게 행복을 더해주고, 새로운 무언가를 탐험하고 개척하는 모험을 즐길수 있기 때문입니다. 이런 탐구의 모험이 지금의 첨단 산업의 발전을 가져왔습니다. 그래서 진정한 엔지니어를 꿈꾸는 이들에게 이렇게 말하고 싶습니다.
“자신이 갖고 있는 능력을 단지 사회적인 환경에 따라 묻어 버리지 말고, 소신있게 꿈을 찾아 나서십시요. 스스로의 재능을 발굴하고, 개발하여 키워나가는 것이 자신의 삶과 우리나라의 먼 미래를 위해 더욱 큰 기여를 한다”고 말해 주고 싶습니다.

“ 공학도의 꿈을 가지십시요.”

이형영

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