여러분, 오랜만입니다. 패티를 만나러 가자....
패티는 새로운 Apple® Watch를 바라보며 기뻐했습니다. 가장 기뻤던 것은 그녀가 기뻐할 것이라고 예상하지 못했다는 점입니다. 그녀는 미지근한 리뷰를 많이 들었기 때문에 별 감흥을 느끼지 못할 것이라고 생각했습니다. 하지만 지금까지는 정말 마음에 들었습니다. 물론 그녀의 iPhone 5가 가까이 있어야 했습니다. 하지만 문자 메시지, 그날의 피트니스 진행 상황, 외부 온도, 그날의 회의 일정, 시계의 계산기 사용 등을 한 눈에 확인할 수 있었습니다. 그녀는 항상 이 시계를 사용하고 있었습니다. 수첩에서 iPhone을 꺼내는 것보다 훨씬 편리했습니다. 게다가 배터리 수명도 예상보다 훨씬 좋았습니다. 하루가 끝났을 때 여전히 3분의 2의 충전량이 남아있었습니다.
그녀는 시계 밴드를 보며 혼자 웃었습니다. 시계 밴드는 수십 년 동안 사용되어 왔으며 시계에 밴드를 고정하는 거추장스러운 핀이 있습니다. 완벽한 시계줄을 디자인하려면 Apple에 맡기세요. 시계 뒷면에 작은 홈이 있습니다. 그것을 누르면 밴드가 미끄러져 나옵니다. 다시 끼우면 밴드가 매우 단단하게 고정됩니다. 하지만 이 시계의 가장 좋은 점은 무료라는 점입니다! 수업 교수님이 ' 일상 기술'이라는 수업에서 애플 워치에 대해 30분간 프레젠테이션을 해달라고 요청했습니다. 사례금으로 학교에서 시계를 지급했습니다. 그리고 그녀는 시계를 갖게 되었습니다.
Apple Watch 밴드는 쉽게 교체할 수 있고 견고합니다. 이미지 출처.
패티의 휴강 기간이었기 때문에 패티는 다른 수업인 ' 재료'에서도 강의를 하기로 했습니다: 문명의 물질'의 담당 교수가 며칠 동안 학회 참석 중이었기 때문입니다. 패티는 두 교수가 자신의 수업에 참여해 달라고 요청할 정도로 공과대학의 문화에 잘 녹아든 것 같아 기분이 좋았습니다.
강의의 일부는 멘델레예프의 주기율표 개발에 관한 것이었습니다. 수업 교수는 그녀에게 스티븐 호킹의 우주 DVD에 있는 10분 분량의 비디오를 사용해 보라고 제안했습니다. 이 비디오에서는 멘델레예프가 카드 크기의 종이에 원자량과 원소 이름을 어떻게 적었는지에 대해 설명했습니다. 그런 다음 원자량과 물리적 특성에 따라 원소들을 정리했고 그 결과 주기율표가 탄생했습니다.
패티는 영상을 보면서 배우가 인듐 원소 카드를 놓는 장면을 보았습니다.
"잠깐만요." 그녀는 "이 시기에 인듐이 발견되었나요?"라고 생각했습니다.
그녀는 남편 Rob이 인듐 주석 산화물(ITO) 에 대한 박사 학위 논문을 작성하고 있었기 때문에 인듐에 대해 많은 관심을 갖게 되었습니다. 그녀는 약간의 검색을 통해 멘델레예프가 주기율표에 대한 획기적인 연구를 수행하기 6년 전인 1863년에 인듐이 발견되었다는 사실을 알게 되었습니다. 결국 비디오가 맞았군요.
멘델레예프가 주기율표를 발견할 무렵의 모습입니다.
영상이 진행되면서 나레이터는 멘델레예프의 첫 번째 주기율표에는 빈틈이 있었고 멘델레예프는 시간이 지나면 이 빈틈을 메울 수 있는 원소가 발견될 것이라고 예측했다고 지적했습니다.
패티는 스티븐 호킹 동영상보다 멘델레예프의 업적을 더 잘 설명해 주는 TedEd 동영상을 발견했습니다. 패티가 정말 심오하다고 생각한 것 중 하나는 멘델레예프가 주기율표에서의 위치를 기준으로 미지의 원소들의 특성을 예측했다는 점입니다. 동영상에 따르면 멘델레예프는 원자 질량이 약 68인 원소가 발견될 것이라고 예측했습니다. 그는 이 원소를 알루미늄보다 한 줄 아래에 있는 에카-알루미늄이라고 불렀습니다. 1871년에 그는 밀도가 6g/cc이고 저온에서 녹으며 열을 잘 전도하고 반짝이는 금속이 될 것이라고 예측했습니다. 불과 4년 후인 1875년에 에카 알루미늄 또는 갈륨이 발견되었을 때 그는 이 모든 특성을 놀라울 정도로 정확하게 예측했습니다.
멘델레예프의 1871년 주기율표. 원자 번호가 알려지기 전이었기 때문에 원자 질량을 사용했습니다. 이미지 출처.
원자량 68에는 원소가 없습니다. 갈륨은 1875년에 여기에 삽입됩니다.
반도체 레이저와 LED 제조에 인듐과 함께 자주 사용되는 원소인 갈륨이 Rob의 연구에 포함되어 있었기 때문에 패티는 갈륨에 대해 잘 알고 있었습니다. 그녀는 롭이 갈륨의 중요성에 대해 흥분했던 것을 어렴풋이 기억했지만, 그 이유는 정확히 기억하지 못했습니다.
하루가 순식간에 지나갔고, 어느새 그녀는 저녁에 어떤 모험이 펼쳐질지 궁금해하며 차도로 나섰습니다. 롭은 일찍 도착해서 그의 시그니처 저녁 메뉴인 홈메이드 맥앤치즈를 만들고 있었습니다. 패티는 집에 들어서자마자 바삭바삭하고 매력적인 냄새를 맡았습니다. 저녁 식사 후 곧바로 가족과의 시간이 이어졌습니다. 롭과 패티는 업무에 관한 이야기는 최소화하고 두 아들과 함께 가족 일에 집중하기로 약속했습니다. 그날은 화요일이었고 부부의 집에서는 스페인의 날이었습니다. 스페인의 날에는 부부는 스페인어만 사용했습니다. 이미 쌍둥이 아들은 스페인어와 중국어(목요일은 만다린의 날)를 꽤 잘 구사하고 이해하고 있었습니다.
오후 8시가 되자 아이들은 잠자리에 들었고 패티는 롭에게 멘델레예프와 에카-알루미늄에 대해 이야기하고 싶다는 생각이 들었습니다. 그녀는 롭에게 모든 이야기를 들려준 후 계속 이야기를 이어갔습니다.
"멘델레예프가 갈륨이 반드시 존재할 것이라고 예측했을 뿐만 아니라 갈륨의 실제 물리적 특성을 설명하는 데 매우 근접했다는 점이 여전히 인상적입니다." 패티의 의견입니다.
"동의합니다. 생각해 보세요. 그가 예측을 했을 때는 물질에 대해 알려진 것이 거의 없었습니다. 과학자들은 원자가 존재한다는 사실조차 동의하지 않았죠. 당신과 저는 고체 물리학 수업을 들었지만 그가 한 일을 할 수 없었을 겁니다."라고 Rob이 대답했습니다.
"갈륨은 반도체 레이저, 특히 LED 조명에 사용되기 때문에 현재 매우 중요한 소재입니다. 청색 레이저를 만들려면 질화갈륨이 필요하기 때문에 갈륨이 없으면 백색 LED 조명을 만들 수 없습니다."라고 Rob은 설명합니다.
"잠깐만요! 흰색 빛이라고 하셨다가 파란색 빛이라고 하셔서 헷갈리네요." 패티가 끼어들었습니다.
"백색광 LED는 없습니다. 백색광은 적색, 녹색, 청색 LED에서만 생성할 수 있습니다. 청색 LED는 질화 갈륨으로 만들어집니다."라고 Rob이 대답했습니다.
"전기를 절약할 수 있는 백색 LED 조명이 미래를 위해 중요하다는 것은 알고 있습니다. 하지만 초기 LED 조명의 거친 청백색 빛이 마음에 들지 않았어요. 하지만 기술이 발전하고 있습니다."라고 패티는 대답했습니다.
"전체 전기의 약 20%가 조명에 사용되며 LED는 백열등에 비해 루멘당 에너지 사용량이 1/7 정도라는 기사를 읽은 적이 있습니다. 이러한 상황을 생각하면 갈륨은 미래의 중요한 소재입니다."라고 Rob은 설명합니다.
"멘델레예프가 자신이 예측한 에카 알루미늄, 일명 갈리우임이 이렇게 중요할 줄은 몰랐을 겁니다." 패티가 웃으며 말했습니다.
건배,
론 박사
