[체험 학습 현장을 가다] 토요 가족과학교실
엄마·아빠와 함께 만들어보는 세팍타크로 공
눈에 보이지 않는 플러렌 구조까지
구형은 생활 속 곳곳에 숨어있죠
축구공도 이십면체 다듬은 구예요

지난 26일 부산어린이회관 '토요 가족과학교실'에서 학부모와 자녀가 세팍타크로 공 만들기에 열중하고 있다. 사진=부산어린이회관 제공
부산어린이회관에서는 초등학생과 학부모를 대상으로 '토요 가족과학교실'을 마련하고 있다. '토요 가족과학교실' 시간에는 초등학교 고학년을 대상으로 발명교실, 만들기 교실, 과학실험교실, 퀴즈과학교실을 열고 있다. 이미 지난 28일부터 25개 가족을 대상으로 1기 수업이 시작됐으며, 여름방학을 앞두고 2기가 예정돼 있다.

부산어린이회관은 또 5월 단기방학을 맞이해 '가족체험 과학교실'을 준비하고 있다. 오는 6∼7일에는 발명교실이, 7∼ 8일에는 과학 만들기 교실이 진행된다. 접수는 부산어린이회관 홈페이지(www.childpia.kr)에서만 가능하며, 29일 2시부터 신청할 수 있다. 문의 051-810-8825.


'왜 그럴까?'를 고민하는 호기심은 여러분도 발명왕 에디슨이나 천재 과학자 아인슈타인처럼 될 수 있는 지름길이지요. 또한 우리 생활 주변에 숨어 있는 과학의 원리를 찾아보거나 과학의 원리를 배울 수 있는 간단한 소품들을 만드는 일도 훌륭한 배움터가 될 수 있습니다.

지난 26일 부산어린이회관에서는 40여명의 가족이 과학체험교실에 참여했습니다. 과학적 상상력을 가진 친구들이 엄마, 아빠 손을 잡고 과학체험학습을 위해 모인 거죠. 발명 수업의 내용은 신기한 세팍타크로 공을 만들어보는 것입니다. 공을 만들면서 생활 속에서 자주 접하는 구형의 유래와 원리를 알아볼 수 있습니다.

생활 속 '구'를 찾아보자.

구형이 과연 어떻게 우리 일상에 이용될까. 축구공과 원형 추, 진주목걸이의 알 같이 실제 눈에 보이는 것도 있지만 눈에 보이지 않는 것도 있답니다. 그 대표적인 예가 바로 '플러렌'입니다. 플러렌이란 60개의 탄소 원자가 축구공 모양으로 결합돼 있는 구조로 이와 비슷한 모양의 돔을 설계한 건축가 플러의 이름을 따서 지었습니다. 또 이를 발견한 공로로 미국의 컬, 스몰리, 영국의 크로토라는 화학자들이 지난 1996년 노벨 화학상을 수상 했습니다.

플러렌의 구조는 먼저 예측하고 나중에 증명됐는데요. 축구공과 같은 구조를 가지고 있습니다.플러렌은 다이아몬드보다 강하고 인체에 독성이 없어 과학자들은 이를 이용해 신약 개발에도 이용하려고 하죠. 뿐만 아니라 수많은 플러렌을 서로 연결해 새로운 섬유를 만들기도 한답니다.

플러렌의 특성을 이용한 것들이 우리 일상 속에는 많이 존재합니다. 기계 부품 중 하나인 미세베어링, 차를 움직이는 경량 배터리, 암환자의 항종양을 치료하는 약품, 전기 스위치 등 많은 분야에서 이용되고 있죠. 특히 나노 기술에서 핵심이 됩니다. 여기서 나노(Nano)란 10억 분의 1을 뜻하는 말로 나노 기술은 이러한 크기의 원자나 분자 단위를 다루는 기술을 일컫습니다. 이처럼 지극히 작은 크기가 주는 엄청난 가능성 때문에 나노기술은 현재 가장 주목받고 있어요. 플러렌은 탄소나노튜브에 적용되며 이를 통해 나노소자, 나노반도체, 나노로봇, 초미세센서, DNA 컴퓨터 등 그 응용분야가 무궁무진하답니다.



축구공의 비밀

많은 학생들이 축구를 좋아하는데, 혹시 축구공을 자세히 들여다 본 적이 있나요? 둥글기만 한 축구공을 자세히 보면 그냥 매끈한 면이 아니라 정오각형과 정육각형 도형으로 섬세하게 이뤄져 있다는 것을 알 수 있어요. 얼핏 원형 구처럼 보이는 축구공의 바람을 쭈욱 빼 보면 하나의 다면체가 나올 수 있겠죠.

검은색의 5각형과 흰색의 6각형의 조화는 단순히 축구공을 예쁘게 하기 위함이 아니었네요. 그렇다면 어떻게 매끈하게 둥글지 않은 축구공이 잘 굴러가는 걸까요? 축구공에 숨어있는 비밀은 바로 '정이십면체' 입니다. 자 하나의 정이십면체를 떠올려보세요. 이 정이십면체의 각 모서리를 먼저 삼등분하구요, 각 꼭짓점을 중심으로 잘라보세요. 무엇이 나타날까요? 12개의 정오각형 20개의 정육각형이 등장하는 것을 알 수 있습니다. 이렇게 나타나는 형태를 가죽으로 다면체를 만들고 바람을 넣으면 축구공이 됩니다. 이같은 원리를 처음으로 고안한 사람은 아르키메데스라는 기원전 3000년 경의 학자입니다. 그래서 2가지 이상의 정다각형 면으로 이뤄지고 구에 내접하는 다면체를 '아르키메데스의 입체도형'이라고 부릅니다.

이런 축구공이 등장한 건 불과 얼마 전입니다. 1970년 맥시코 월드컵에서 '델스타'라는 이름으로 처음 선보였지요. 그 전의 공은 둥글지않고 울퉁불퉁, 어떤 부분은 편평하기도 했다고 하네요. 정이십면체가 깎고 깍여 만들어지는 이 축구공이 완성되려면 총 1천602회의 바느질이 필요하다고 합니다. 월드컵 공인구의 경우, 8만번에 이르는 테스트와 3천번의 압력 시험, 300시간 이상 물 속에 잠겨있으면서 자신의 능력을 평가받는 다고 하니 축구경기를 이끄는 이 작은 공은 모든 어려움을 이겨낸 인내의 산출물이라 할 수 있겠네요. 김경희 기자 edu@ busanilbo.com

이 기사에는 대학생 명예기자 김대건, 구명주씨가 참여했습니다.
/ 입력시간: 2008. 04.29. 15:41