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페트병과 운동복을 이루는 소재에는 폴리에스터라는 재료가 들어가. 폴리에스터라는 화학 소재를 찾아낸 역사적 배경과 양면성을 지닌 비소의 비밀을 알아보자.

 

 

폴리에스터는 여러 개를 의미하는 폴리(poly)와 에스터가 결합한 말이에요. 에스터기 분자가 여러 개로 연결됐지요. 에스터기는 탄소 1개와 산소 2개에 다른 화합물이 달린 구조입니다. 탄소 1개와 산소 2개에 수소가 있는 카복실기 분자에, 산소 1개와 수소 1개가 있는 알코올기 분자가 반응하면 에스터기가 생겨요. 

폴리에스터는 1930년대 미국의 화학자 월리스 흄 캐러더스가 처음 만들었어요. 미국 화학 기업 듀폰에서 연구하던 캐러더스는 화합물을 연결해 긴 분자로 만들 수 있다는 사실을 깨닫고 폴리에스터를 합성했어요. 캐러더스가 만든 폴리에스터는 잘 끊어지지 않았지만 쉽게 녹는 단점이 있었어요. 

1941년 영국의 화학자 존 렉스 윈필드와 제임스 테넌트 딕슨은 카복실기 분자인 테레프탈산과 알코올기 분자인 에틸렌 글라이콜을 섞어 폴리에스터를 다시 만들었어요. 폴리에스터의 한 종류인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)였지요. PET가 녹기 시작하는 온도, 즉 녹는점은 260°C로 매우 높아 캐러더스의 폴리에스터보다 잘 녹지 않았어요. 

PET는 1935년 캐러더스가 개발에 성공한 나일론과는 다른 특성이 많았어요. 부드럽고 가벼운 나일론과 달리 PET는 뻣뻣하고 잘 구겨지지 않아요. 그래서 나일론은 스타킹과 우산 등에, PET는 음료수병 등 식품 용기와 등산복, 텐트 등에 쓰입니다.

 

 

 

 

비소는 원자번호가 33번인 원소예요. 비소는 3가지 동소체가 있어요. 동소체는 같은 원소지만 원자들이 결합된 구조가 다른 물질이에요. 동소체 중 회색 비소는 원자가 여러 층이고, 노란색 비소는 정사면체 구조고, 검은색 비소는 원자가 불규칙하게 배열돼 있어요. 가장 안정된 상태로 자연에서 쉽게 발견할 수 있는 비소는 회색이지요. 비소가 갈륨과 결합한 갈륨 비소는 전자가 잘 이동해 반도체에 주로 쓰입니다. 그밖에도 비소 화합물은 방부제와 살충제로도 활용돼요.

비소는 몸에 흡수되면 위장과 호흡기 등 다양한 기관에 질병을 일으킵니다. 몸속 단백질에 결합해 기관의 활동을 방해하기 때문이에요. 이 때문에 중세시대까지 비소를 독극물로 활용한 암살 사건이 자주 발생했어요. 1836년 영국의 화학자 제임스 마쉬가 화합물에서 비소를 검출하는 기술을 개발하면서, 비소 살인사건의 증거를 더 쉽게 찾아내 범죄를 줄였어요.

광산 채굴이나 화산 활동 과정에서 지하수로 흘러간 비소 역시 사람 몸에 질병을 일으켜요. 지난 4월 중국 칭화대학교 환경대학원 연구팀은 전 세계 경작지의 약 15%가 비소나 카드뮴 등 중금속에 오염됐다는 연구 결과를 발표했습니다. 세계보건기구는 공중보건에 우려되는 물질 10가지 중 하나로 비소를 선정하며, 생수 1L당 비소가 10μg● 이하로 존재해야 하고, 자연에서 비소를 줄여야 한다고 권고했답니다.