화학 전공 세계 I

우리가 살고 있는 이 세상에는 정말 많은 "화학"이 있다. 이를 '동사' 이면서, '명사'가 되는 분과를 정리해보고자 한다. 대학 및 대학원 이후 과정에서 다루게 되는 세부전공들을 나열하고자 한다. 이번 전공 역시 짧게 다룬 이후에, 다시 전공 하나 하나 (중요함이 있는 것에 대해 선별해서…물론, 모두 중요하지만…)에 대해 설명할 것이다. 자, 이제 시작해 보자. 쉽지 않은 길로 들어선 나도 이상 함을 느낀다…그럼에도…해보자. 이 글과 관련해서는 몇회에 걸쳐서 연재 할려고 한다. 60개 이상이 되는 전공들을 누구는 들어 봤을 것이지만, 대부분의 사람들은 들어보지 못했을 것이다. 자! 시작해 보자!

 

1. 이론화학 (Theoretical Chemistry)

추상적인 분자구조, 양자파동함수, 화학적 결합을 나타냄

 

• 수학과 물리학을 활용해 화학 원리를 이론적으로 설명하는 분야로 수식이 많이 포함된다.
• 양자화학(Quantum Chemistry), 분자동역학(Molecular Dynamics), 통계열역학(Statistical Thermodynamics) 등을 포함한다.
• 슈뢰딩거 방정식이나 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 분자 구조와 반응 경로를 예측 함으로써, 분자 거동에 관한 것이다.

2. 환경화학 (Environmental Chemistry)

자연속에서 화학적 상호작용을 하는 분자구조를 나타냄

• 주변 자연환경에서 화학 물질의 거동과 영향을 연구하는 분야이다.
• 대기 오염, 수질 오염, 토양 오염 등을 분석하고 해결책을 제시한다.
• 기후 변화, 탄소 배출 저감, 폐기물 처리 기술 등과 밀접한 관련이 있다.
• 최근 환경 친화적 화합물질의 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.

3. 고분자화학 (Polymer Chemistry)

분자사슬과 반복되는 고분자 구조

 

• 플라스틱, 고무, 합성섬유와 같은 고분자(Polymer) 물질을 연구하는 분야로 유기화학에 분파되어 나온 학문이다.
• 나노소재, 스마트 소재, 바이오 플라스틱 등 다양한 산업에 응용된다.
• 합성고분자(Synthetic Polymers)와 천연고분자(Natural Polymers)로 나뉜다.
• 나일론이야 말로 고분자의 혁명이 아닌가 한다.

4. 나노화학 (Nanochemistry)

탄소나노튜브와 양자점 같은 나노 구조 화합물

• 나노미터(1nm = 10⁻⁹m) 크기의 물질을 연구하는 분야이다.
• 나노입자 (Nanoparticle), 탄소나노튜브 (Carbon Nano Tube), 그래핀 (Graphene), 퀀텀닷(Quantum Dots) 등 첨단 소재와 관련이 있다.
• 반도체, 바이오센서, 의약 나노입자 등에 응용된다.

5. 핵화학 (Nuclear Chemistry)

빛나는 양성자와 중성자가 원자핵을 형성하고, 그 주변을 전자가 휘돌아 다님

• 방사성 원소 및 원자핵의 변화와 관련된 화학을 연구하는 분야이다.
• 원자력 발전, 방사선 치료, 방사성 동위원소 추적 등에 활용 된다.
• 방사성 붕괴(Radioactive Decay), 핵반응(Nuclear Reaction), 방사능 안전성 등을 다룬다.

6. 식품화학 (Food Chemistry)

신선한 과일과 채소 위에 탄수화물, 단백질, 지질 같은 영양소의 분자구조

• 식품의 성분, 영양소, 보존 방법 등을 연구하는 분야이다.
• 식품 속 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민, 미네랄 등의 화학적 특성을 분석한다.
• 방부제, 감미료, 항산화제 같은 식품 첨가물의 안전성과 효과를 연구한다.

7. 의약화학 (Medicinal Chemistry)

신약 분자 구조와 DNA나선을 형상화 함

• 신약 개발과 관련된 화학 분야로, 약물의 설계, 합성, 작용 기전을 연구한다.
• 생화학 및 약리학과 밀접하게 연결되어 있다.
• 항생제, 항암제, 신경안정제 등의 개발에 중요한 역할을 한다.

8. 전기화학 (Electrochemistry)

전극 사이로 움직이는 이온과 전자가 빛을 내며 흐르고, 배터리와 전기화학 셀이 에너지를 전달함

• 화학 반응과 전기의 관계를 연구하는 분야이다.
• 배터리, 연료전지, 전기분해, 부식 방지 기술 등에 활용된다.
• 전극 반응, 산화-환원 반응, 전해질 용액을 연구한다.

9. 산업화학 (Industrial Chemistry)

대형 화학 반응기, 증류탑, 공장파이프라인을 통해 복잡한 화학공정을 나타냄

• 화학을 이용해 대량 생산 공정을 개발하고 최적화하는 분야이다.
• 석유화학, 플라스틱 제조, 화학 공업, 정밀화학 등이 포함된다.
• 화학 공정을 친환경적이고 경제적으로 개선하는 연구를 진행한다.

10. 재료화학 (Materials Chemistry)

나노소재, 고분자, 결정구조를 나타낸 것으로 원자배열과 분자결합을 나타냄

• 금속, 세라믹, 유리, 반도체 등 다양한 소재의 화학적 성질을 연구하는 분야이다.
• 신소재(슈퍼합금, 나노소재, 초전도체 등)를 개발하여 전자기기, 자동차, 항공우주 산업 등에 적용된다.
• 그래핀, 탄소나노튜브, 메타물질 같은 최첨단 소재 연구가 활발히 진행 중이다.

 

오늘은 여기까지만 하고자 한다. 들어봤을 수도 있고, 그렇지 않을수도 있는 화학 분과이다. 앞으로 나열 할 것이 더 많기 때문에 인내를 갖고 기다려 달라. 우리는 이제 화학 세계에 문턱을 조금 넘었기 때문이다. 마지막까지 가보자.