고마운 고분자 이야기

책소개

『고마운 고분자 이야기』는 〈고분자 그리고 그 역사〉, 〈고분자는 얼마나 큰 분자인가?〉, 〈고분자를 용매에 녹이면?〉, 〈고분자 용액 이론〉, 〈고분자를 가열하면?〉, 〈고분자는 어떻게 만드는가?〉 등을 수록하고 있는 책이다.

[1부 고분자와 고분자 유체] 1장 고분자 그리고 그 역사 1.1 고분자란 무엇인가? 1.2 고분자 과학 기술의 역사 1.3 고분자는 어떻게 생겼을까? 1.4 고분자는 어떻게 구별되는가? 1.5 두 가진 단량체로 공중합하면? 연습문제 2장 고분자는 얼마나 큰 분자인가? 2.1 고분자 평균 분자량을 어떻게 정의할 것인가? 2.2 고분자의 분자량은 어떻게 측정하는가? 2.3 분자량 분포는 어떻게 표현되는가? 2.4 고분자 화학 구조와 열적 전이 특성 연습문제 3장 고분자를 용매에 녹이면? 3.1 고분자 입체 형태와 고분자 사슬의 크기 3.2 고분자 용액의 열역학 3.3 플로리-허긴스 격자 이론 3.4 고분자 용액의 마찰적 성질 연습문제 4장 고분자 용액 이론 4.1 상평형 4.2 상호 작용 계수 4.3 용해도 예측 연습문제 5장 고분자를 가열하면? 5.1 고분자 용융체 열역학 5.2 열적 물성 측정 방법 5.3 구조와 물성의 상관관계 5.4 분자량, 조성, 압력의 영향 연습문제 [2부 고분자 화학] 6장 고분자는 어떻게 만드는가? 6.1 자연에서 모방한 단계 성장 중합 6.2 단계 성장 중합에서의 분자량 6.3 플로리의 통계적 방법 6.4 비선형 단계 성장 연습문제 7장 사람이 고안한 고분자 중합 방식 7.1 사슬 성장 중합 7.2 자유 라디칼 중합 7.3 자유 라디칼 공중합 반응 7.4 이온 중합과 공중합 연습문제 8장 고분자 중합 기술 8.1 벌크 중합 8.2 용액 중합 8.3 현탁 중합 8.4 유화 중합 8.5 기체상 중합, 고상 중합, 플라즈마 중합 8.6 초임계 중합 연습문제 9장 고분자를 만드는 새로운 방법들 9.1 배위 중합 9.2 상호 교환 반응 9.3 메탈로센 중합 9.4 기 이동 중합 9.5 거대 단량체 9.6 원자 이동 라디칼 중합 9.7 유전 공학적 합성 연습문제 10장 고분자의 화학적 개질 10.1 합성 고분자의 반응 10.2 화학 구조의 결정 연습문제 [3부 고분자 물리] 11장 고분자의 크기는 어떻게 측정하는가? 11.1 삼투압법 11.2 광산란법 11.3 동적 광산란 11.4 고유 점도 측정 11.5 젤 투과 크로마토그래피 11.6 복굴절법 연습문제 12장 고분자를 고체로 만들면? 12.1 무정형 상태 12.2 사슬 엉킴과 뱀운동 12.3 유리 전이 12.4 결정 상태 12.5 결정 용융 온도 12.6 결정화 속도식 12.7 결정화도 측정 방법 연습문제 13장 고분자에 힘을 가하면 - 변형 13.1 변형 메커니즘 13.2 정적 실험 - 연신 모드 13.3 정적 실험 - 전단 모드 13.4 전이 실험 13.5 충격 실험 13.6 피로 실험 연습문제 [4부 고분자 유변학 및 가공] 14장 고분자는 어떻게 가공하는가? 14.1 압출 14.2 혼합 14.3 성형 14.4 압연 14.5 코팅 14.6 발포 연습문제 15장 고분자는 어떻게 흐르는가? 15.1 뉴턴 유체 15.2 비뉴턴 유체 15.3 고분자 용액의 점도 15.4 수직 응력 15.5 데보라 수 - 탄성의 기여 15.6 유변 물성 측정법 연습문제 16장 고분자 용융체의 점탄성 16.1 동적 기계적 분석 16.2 실험방법론 16.3 점탄성 모델 16.4 시간?온도 중첩의 원리 16.5 볼츠만 중첩의 원리 연습문제 [5부 고분자의 실제 응용] 17장 고분자에 양념을? 17.1 가소화제 17.2 충전제와 보강 효과 17.3 그 외의 첨가제들 17.4 가공 보조제 연습문제 18장 고분자와 고분자의 만남 18.1 고분자 블렌드 18.2 강화 플라스틱 18.3 상호 침투 구조 18.4 고분자 복합체 18.5 고분자 나노 복합체 연습문제 19장 고분자의 수명 19.1 열분해 19.2 내산화성 및 자외선 안정성 19.3 화학 및 물 안정성 19.4 방사선 영향 19.5 기계적 분해 연습문제 20장 일상에서의 고분자 관리 20.1 재활용 20.2 소각 20.3 생분해 연습문제 [6부 범용 고분자] 21장 천연 고분자와 이를 모방한 섬유들 21.1 생물 고분자 21.2 천연 섬유 21.3 합성 섬유 21.4 섬유 방사 연습문제 22장 흔히 사용되는 고분자들 22.1 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 22.2 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 22.3 폴리프로필렌(PP) 22.4 폴리스타이렌(PS) 22.5 폴리염화바이닐(PVC) 22.6 폴리(바이닐 아세테이트)(PVAc) 22.7 폴리(메틸 메타아크릴레이트)(PMMA) 22.8 열가소성 폴리에스터 연습문제 23장 가교된 고분자? 탄성체 23.1 다이엔계 탄성체 23.2 비다이엔계 탄성체 23.3 열가소성 탄성체 23.4 열경화성 수지 23.5 튀어 오르는 고무 탄성: 탄성체 열역학 23.6 통계학적 이론 23.7 경험적 모델 연습문제 [7부 고성능 고기능 고분자] 24장 엔지니어링 고분자와 특수 고분자 24.1 엔지니어링 고분자 24.2 특수 고분자 24.3 덴드리머형 고분자 연습문제 25장 고분자에 특수 기능을 부여하자! 25.1 분리막 기술 25.2 생체 의료공학 연습문제 26장 고분자에 전기장을 걸면? 26.1 절연체 26.2 실험 방법 26.3 절연체의 분극화 메커니즘 26.4 충전제의 도입 연습문제 27 유기 반도체 고분자 27.1 전도성 고분자 27.2 전자파 차폐 27.3 전기를 만드는 고분자 태양 전지 27.4 빛을 내는 고분자 전기 발광 소자(PLED) 27.5 탄소 기반 기능성 나노 복합체 연습문제 연습문제 해답 찾아보기

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이 책은 대학교 2~3학년 정도의 과학도나 공학도에게 전공에 무관하게 세상에 흔히 널려있는 고분자에 대한 일관된 지식을 갖도록 도움을 주기 위하여 집필되었다. 대부분의 고분자 개론서가 고분자 화학으로 시작하여 너무 많은 분량을 화학적 정보에 할애하고 있다. 이 책에서는 그러한 점을 보완하여 고분자 자체 개념 정리부터 시작해 화학, 물리 그리고 실제 가공 및 응용에 고루고루 장을 분배하였다. 이를 통해 고분자를 보다 일관되고 쉽게 이해하여 고분자 관련 연구나 다른 분야에서 실질적으로 활용할 수 있기를 기대한다. 또한 다양한 전공의 대학생들이 과학기술 기반의 지식 정보 사회에서 지도력을 가진 과학기술인으로 성장하는 데 미약하나마 도움이 될 수 있도록 가능한 한 쉽게, 가능한 한 실용적으로 기술하였다.

고도화되고 있는 과학기술 중심 사회에서 보다 큰 역할을 찾기 위해서는 4차 산업 혁명의 변화를 확실히 느껴야 한다. 이 변화는 완전히 새로운 것만은 아니다. 모든 변화는 이미 존재하고 있는 많은 것을 통하여 총체적으로 지배받고 있다는 사실을 유념해야 한다.
우리는 항상 새로운 주제를 스스로 찾아야 한다. 이미 존재하고 있는 사실과 문제를 제대로 파악하고, 새롭게 정의해나가는 과정에서 비록 고생하지만 의미와 보람을 찾아낼 수 있을 것이다.

산업 혁명, 정보 혁명 이전의 지구와 환경은 단지 2억 명 정도의 인구가 살기에 적합한 곳이었다. 과학기술인들의 어마어마한 노력 덕분에 이제는 70억 명 이상의 인류가 그럭저럭 먹고 살고 있는 셈이니 긍지를 느낄만하다. 이런 가운데 고분자라는 물질이 존재함은 또한 얼마나 고마운 일인가? 이제 점점 더 과학기술 발전이 가속화되고 지식 혁명, 창조 혁명, 융합 혁명이 일어나고 있으니 우리의 할 일은 더욱 무궁무진하다 하겠다. 예를 들어 마지막 장에서 소개된 전기발광 고분자 소자 중 LED, OLED, PLED의 의미와 가치를 크게 보자. 단순한 디스플레이나 분위기용 조명이 아니라 에너지 절약에도 보탬이 되어 지구 환경을 지키고, 많은 이들에게 희망의 빛을 주는 소자로서 연구되는 것이다.
인류의 문제인 식량, 에너지, 물, 의료복지, 테러 등등 이를 극복하기 위하여 우리가 무엇을 할 것인지, 할 수 있는지, 진지하게 생각해보자. 고분자 이야기를 하는 이유가 여기에 있다고 하면 억지인가? 인구 증가로 인한 모든 인류의 문제는 과학기술 기반으로 풀어야만 한다는 사실이 오늘도 우리를 바쁘게 만든다.

지난 1986년부터 대학에서 고분자를 가르치다가 2016년 가을 우리말 교과서를 집필하기 시작하였다. 2020년 겨울 김범준 교수의 가세로 드디어 이 책을 선보이게 되었다. 이 조그만 작품이 여러분에게 많은 도움이 되기를 간절히 바란다.

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