요즘 청소년을 위한 미래 직업 속 화학의 쓸모

교과서 개념이 직업의 도구가 되는 순간을 보여줘요

이 책의 출발점은 ‘지금 배우는 개념이 왜 필요한가’라는 질문입니다. 중학교 과학에서 배우는 혼합물의 분리는 화재 현장에서 가속제를 찾아내는 기체 크로마토그래피가 되고, 녹는점은 잔해 속에서 화재 당시의 온도를 읽는 ‘천연 온도계’가 됩니다. 고등학교 화학의 전기음성도는 압력을 전기 신호로 바꾸는 전자 피부 소재의 원리가 되고, 물의 전기 분해에 필요한 이론 전압 1.23V는 수소 경제의 과제로 이어집니다. 원리마다 실린 ‘교과 연계’ 박스는 배우는 시기, 핵심 개념, 확장 개념을 정리하고 ‘교과서에서는’과 ‘실제 현장에서는’을 나란히 보여 줍니다.

여덟 가지 미래 직업, 직업마다 세 가지 화학 원리

잿더미 속 진실을 읽는 화재 감식 전문가부터 구름을 조절해 비를 만드는 기상 조절 과학자, DNA에 디지털 정보를 저장하는 연구원, 과학으로 문화유산을 지키는 보존과학자까지 여덟 직업을 다룹니다. 각 장은 ‘이 직업은 무슨 일을 할까?’로 시작해 그 일에 숨은 화학 원리 세 가지를 차례로 풀어갑니다. 아이오딘화 은이 구름의 씨앗이 되는 원리, 기계의 0과 1을 A·T·G·C 염기 배열로 바꾸는 분자 코딩, 녹슨 청동 유물을 안정화하는 전기화학처럼 구체적인 사례로 원리를 설명합니다.

관련 전공부터 진입 경로까지, 구체적인 진로 지도

‘이 직업으로 가는 길’에서는 관련 전공, 진입 경로, 주요 활동 무대, 필요한 역량을 직업별로 정리했습니다. 예를 들어 화재 감식 전문가는 소방, 과학수사·연구, 민간 분야로 나눠 각각의 경로를 보여 줍니다. ‘화학이 여는 미래’에서는 상용화까지 남은 과제와 윤리적 쟁점을 함께 다룹니다. 책 앞에 실린 ‘나의 화학 진로 마인드맵’으로는 나의 탐구 적성에서 관련 화학 분야, 관심사, 연결되는 직업까지 따라가 볼 수 있습니다.

실험에서 세특 탐구 보고서까지 이어지는 탐구 흐름

장마다 ‘나만의 탐구 노트’ → ‘탐구 넓혀보기’ → ‘세특 연결하기’가 이어집니다. 탐구 노트는 준비물, 실험 순서, 실험 원리, 예측 결과를 담아 학교 실험실에서 바로 활용할 수 있습니다. 브로콜리에서 DNA를 추출하고, 포도 껍질 같은 천연 염료로 태양전지를 만들고, 철못에 연결한 금속에 따라 달라지는 부식을 관찰합니다. 이어지는 ‘세특 연결하기’는 실험에서 한 발 더 나아간 탐구 질문과 그 답을 제시해 탐구 보고서의 방향을 잡는 데 도움을 줍니다.

화학을 중심으로 과학의 경계를 넘나들어요

이 책에 등장하는 직업은 모두 화학을 바탕으로 하면서 물리, 생명과학, 지구과학의 경계를 넘나듭니다. 기상 조절 과학자는 대기물리학과 화학이 만나는 지점에서, 화학생태학자는 식물과 곤충, 미생물이 주고받는 분자 신호를 읽는 지점에서 일합니다. DNA 데이터 저장 연구원은 생명화학과 컴퓨터 과학을 잇고, 문화유산 보존과학자는 역사와 분석화학을 잇습니다. 독자는 한 과목의 지식이 다른 학문과 만나 문제를 해결하는 과정을 따라가며 통합적으로 생각하는 힘을 기를 수 있습니다. 

정병진

우리 주변의 모든 물질은 어떻게 만들어졌을까? 매일매일 새로운 것들이 합성되고, 우리는 그 덕분에 더 풍요로운 삶을 살고 있어요. 이런 신기한 과정에서 화학의 매력을 발견하고, 그 힘을 통해 세상이 어떻게 변하는지를 청소년들에게 전하고 싶었어요. 그래서 화학교육을 전공하게 되었고, 지금은 여러분이 화학을 더 쉽게 이해하고, 새로운 것에 도전할 수 있도록 돕는 과학 커뮤니케이터로 활동하고 있어요. ‘화학은 어려운 학문’이라는 편견을 깨고 우리 일상에서 발견할 수 있는 멋진 과학의 세계를 함께 나누고자 합니다. 현재 동원고등학교에서 화학을 가르치고 있으며, 여러분도 이 멋진 과학의 여정에 함께하길 기대합니다! 지은 책으로는 《십 대를 위한 다정한 미래과학》(공저), 《요즘 청소년을 위한 화학의 쓸모》, 《정병진 선생님의 열두 달 화학의 쓸모》가 있습니다.

나의 화학 진로 마인드맵

여는 글

1. 화재 감식 전문가

-불꽃이 남긴 지문, 연소의 흔적 조사

-열이 남긴 흔적, 화재 현장의 온도와 경로 추정

-전선과 불꽃이 남긴 단서, 화학 분석의 역할

2. 전자 피부 공학자

-누르면 전기 신호가 생긴다고?

-스스로 상처를 회복하는 전자 피부, 자가 치유 소재

-의수와 로봇으로 확장되는 전자 피부

3. 기상 조절 과학자

-구름의 씨앗, 아이오딘화 은의 비밀

-구름의 온도에 따라 달라지는 인공 강우 재료

-미세먼지와 우박 피해를 줄이기 위한 연구

4. 수소 에너지 공학자

-우주에서 가장 흔한 원소, 수소를 얻는 방법

-촉매의 전쟁! 수소를 전기로 바꾸는 심장

-수소의 부피를 줄이는 저장과 운송 기술

5. 태양전지 연구원

-페로브스카이트! 광물에서 에너지의 주역으로

-전자의 흐름과 납 대체, 태양전지의 두 과제

-투명한 창문형 발전기와 탠덤 전지

6. 화학생태학자

-냄새로 쓰는 문장, 페로몬

-냄새 분자의 모양과 수용체의 결합

-농업의 혁명과 멸종 위기종 보호

7. DNA 데이터 저장 연구원

-0과 1 대신 A, T, G, C! 분자 코딩의 혁신

-수천 년을 견디는 화합물의 안정성

-저장을 넘어 구조물과 센서로 활용되는 DNA

8. 문화유산 보존과학자

-녹슨 금속 유물과 전기화학의 만남

-종이와 직물을 지키는 보존 처리 기술

-보이지 않는 진품의 증거, 분석화학의 세계