[미리보는 '금요일에 과학터치'] 인류 문명 속에서 화학의 역할과 과제

사진=현대가 화학 산업의 시대임을 알려주는 그림. 한국화학연구원 김형래 박사 제공

화학이라고 하면 대부분의 사람들은 원소의 주기율표나 복잡하고 의미를 잘 모르는 원소기호들을 떠올리게 될 것이다. 또 화학 산업이라고 하면 많은 굴뚝과 연기, 공해와 수질오염 등 부정적인 이미지를 연상하는 이들이 적지 않다. 그러나 화학은 고대 연금술로부터 다양한 이론과 실험을 통해 발전해온 학문이며 현대 문명을 이룩하는 데 가장 크게 이바지한 학문 분야다. 우리가 지닌 소지품의 70%가 화학제품으로 이뤄져 있기도 하다.

화학이란 과거에 존재하지 않았던 새로운 물질 또는 조성물을 만드는 학문이다. 즉, 다양한 물질에 대한 분석법과 화학반응에 대한 이론적 해석을 바탕으로 새로운 화합물을 디자인하고 합성하는 것이다. 철학적 측면에서 화학은 우리들과 우리들 주변의 모든 것들에 대한 현상들을 분자 구조적인 측면에서 이해하고 밝히는 학문 분야라고 말할 수 있다.

한국화학연구원 신약연구본부에 속한 김형래 박사의 연구팀은 항암제 개발 연구를 수행하고 있다. 암은 사망 원인 1위의 질병으로 인체의 모든 부위에서 발병하며 치료가 거의 불가능한 질환으로 분류되고 있다. 암의 치료를 위해서는 수술과 방사선 요법, 약물치료가 병행된다.

최근 개발되는 항암제들은 암세포의 성장과 생존에 필요한 신호 전달 체계를 막는 표적 지향 항암제다. 암의 종류와 특성에 따라 다르게 처방되는 개인 맞춤형 항암제라 할 수 있다. 김 박사 연구팀은 새로운 약물을 합성하는 유기화학자, 약효를 검색하는 생물학자, 컴퓨터를 이용해 약물의 효과를 모의실험(시뮬레이션)하는 물리화학자 등 다양한 전공을 가진 연구자들이 모여 암들을 치료하기 위한 표적 지향 항암제 개발 연구를 수행하고 있다.

이번 강연에서는 화학에 대한 이해의 폭을 넓히고 인류 문명 속에서 화학의 역할과 앞으로 화학이 해결해야 할 과제에 대해 알아볼 예정이다. 근대 문명의 진화를 의식주, 에너지, 의약품으로 나눈 뒤 문명의 진화에서 화학이 얼마나 결정적인 역할을 했는지 자세히 살펴본다. 현재 우리의 의식주, 그리고 에너지와 의약품 등을 살펴보면 화학 산업의 혜택 속에 살고 있다고 해도 과언이 아니기 때문이다.

근대 문명의 진화라는 관점에서 보면 과거 '의'(衣)를 상징하던 목화와 비단, 가죽 등이 화학의 발전과 더불어 근대에 이르러 폴리에스테르, 나일론 등으로 바뀌었다. 농업의 퇴비와 화전, 목축의 건초 등으로 대표되던 '식'(食)은 화학 비료와 농약 등의 개발로 생산성이 비약적으로 향상되기에 이르렀다. 목조와 토기 등으로 이뤄졌던 '주'(住) 문화는 플라스틱, 복합 내장재, 유리 등으로 발전했다. 에너지는 목재와 숯에서 석유와 원자력, 의약품은 민간요법에서 전문의약품과 백신 등으로 대체됐다.

또 김 박사는 이번 강연에서 화학에 대한 일반적인 편견에 대해서도 해명한다. 화학 산업은 단순히 환경을 파괴하는 것이 아니라 다양한 건축 자재, 플라스틱, 그리고 합성 섬유를 활용해 삼림과 동물을 보호하는 측면에서 바라볼 수 있다는 점을 설명한다. 식량 증산을 통해 환경 보존에 얼마나 기여하고 있는지에 대해서도 살펴본다.

이와 더불어 우리나라 화학 산업의 현황과 문제점 등을 짚어보고 우리나라가 나아갈 방향에 대해서도 이야기한다. 강연 마지막에는 현재 인류의 과제와 이를 해결할 수 있는 미래의 화학 기술들에 대해 소개한다.