From DNA to Silly Putty: The diverse world of polymers - Jan Mattingly

DNA에서부터 실리 푸티까지, 중합체의 다양한 세계 - 쟝 마팅리

번역: Eunjoo Kim 검토: Seongju Kim

What do silk,

비단,

DNA,

wood,

DNA,

나무,

balloons,

풍선,

and Silly Putty all have in common?

그리고 '실리 푸티'의 공통점은

They're polymers.

이들 모두 중합체(폴리머)라는 것입니다

Polymers are such a big part of our lives

중합체는 우리 삶에서 너무나 큰 부분을 차지하고 있어

that it's virtually impossible

중합체없는 세상은

to imagine a world without them,

상상할 수도 없습니다

but what the heck are they?

중합체가 과연 무엇일까요?

Polymers are large molecules

중합체는 작은 단위체(모노머)가 모여 만들어진

made of small units called monomers

큰 분자 덩어리로서

linked together like the railroad cars from a train.

마치 객차들이 연결되어 열차가 되는 것과 같습니다.

Poly means many,

중합(폴리,poly)은 다수라는 뜻이고

and mono means one,

단위(모노,mono)는 하나라는 뜻이며

and mers or mero means parts.

체(머;mers 또는 머로;mero)는 부분이라는 뜻입니다

Many polymers are made by repeating

많은 중합체들은 아주 작은 한개의 단위체가 수 없이

the same small monomer over and over again

반복 연결 됨으로써 만들어지는 반면

while others are made from two monomers

또 다른 중합체들은 두개의 단위체가

linked in a pattern.

특정한 패턴으로 연결되어 있습니다.

All living things are made of polymers.

모든 생명체는 중합체로 이루어져 있습니다

Some of the organic molecules in organisms

유기체속의 어떤 유기 분자들은

are small and simple,

작고 단순하며

having only one of a few functional groups.

여러 기능 중 한가지 기능만 하는 반면

Others, especially those that play structural roles

또 다른 분자들, 특히 구조적 역할을 하거나

or store genetic information,

유전적 정보를 담고 있는 분자들은

are macromolecules.

고분자(=거대분자) 입니다

In many cases, these macromolecules are polymers.

대부분의 고분자(=거대분자) 는 중합체입니다

For example, complex carbohydrates

예를 들어 복합 탄수화물은

are polymers of simple sugars,

단당류의 중합체이며

proteins are polymers of amino acids,

단백질은 아미노산의 중합체

and nucleic acids, DNA and RNA,

그리고 핵산과 우리의 유전적 정보를 가지고 있는

which contain our genetic information,

DNA와 RNA는

are polymers of nucleotides.

뉴클레오타이드의 중합체죠

Trees and plants are made

나무나 식물들은

of the polymer cellulose.

섬유소 중합체로 이루어져 있는데

It's the tough stuff you find in bark and stems.

나무 껍질이나 줄기에서 볼 수있는 질긴 물질이 그것입니다.

Feathers,

깃털이나

fur,

hair,

동물의 털

머리카락

and fingernails

손톱 역시

are made up of the protein keratin,

중합체인 케라틴 단백질로

also a polymer.

이루어져 있습니다

It doesn't stop there.

여기서 끝이 아닙니다

Did you know that the exoskeletons

동물왕국에서

of the largest phylum in the animal kingdom,

가장 큰 문(생물 분류단위)인 절지동물의

the arthropods,

외골격 또한

are made of the polymer chitin?

키틴 중합체란 걸 아시나요?

Polymers also form the basis

또한 중합체는

for synthetic fibers, rubbers, and plastics.

합성섬유, 고무, 플라스틱등의 기본구조입니다.

All synthetic polymers are derived from petroleum oil

모든 합성 중합체는 석유에서 뽑아내며

and manufactured through chemical reactions.

화학반응을 거쳐 만들어집니다.

The two most common types of reactions

복합체를 만드는 가장 일반적인

used to make polymers

두 가지 화학반응은

are addition reactions

첨가 반응과

and condensation reactions.

축합 반응입니다.

In addition reactions,

이런 반응 외에도

monomers simply add together to form the polymer.

단위체들이 그냥 모여 복합체를 형성하기도합니다.

The process starts with a free radical,

이 과정은 짝 지어지지 않은 전자인

a species with an unpaired electron.

유리기(:자유 라디칼) 에서부터 시작합니다.

The free radical attacks

유리기(;자유 라디칼)는

and breaks the bonds to form new bonds.

결합체를 공격하겨 결합을 깨서 새로운 결합을 만듭니다

This process repeats over and over

이 과정이 수 없이 반복되면서

to create a long-chained polymer.

길게 연결된 중합체가 만들어집니다.

In condensation reactions,

축합 반응에서는

a small molecule, such as water,

물과 같은 작은 분자가

is produced with each chain-extending reaction.

각각의 연결을 확장하는 반응에서 만들어집니다.

The first synthetic polymers

최초의 합성 중합체는

were created by accident

우연히 만들어졌는데

as by-products of various chemical reactions.

다양한 화학반응의 부산물이었죠.

Thinking they were useless,

화학자들은 그들을 쓸모없게 여겨

chemists mostly discarded them.

무시했었지만

Finally, one named Leo Baekeland

결국 ,레오 메커랜드라는 화학자가

decided maybe his useless by-product

이 쓸모없어 보이는 부산물이 어쩌면

wasn't so useless after all.

유용할 지도 모른다는 생각을 했습니다

His work resulted in a plastic

그의 연구로 플라스틱이 탄생되었고

that could be permanently squished into a shape

플라스틱은 압력과 온도를 이용해

using pressure and high temperatures.

영구적인 형태를 갖출 수 있게 됐습니다

Since the name of this plastic,

이 플라스틱의 이름인

polyoxybenzylmethylenglycolanhydride,

'폴리옥시벤자일메틸렌글리콜란하이드리드' 는

wasn't very catchy,

기억하기 너무 어려워

advertisers called it Bakelite.

광고주들은 '베이클라이트' 라고 명명했습니다.

Bakelite was made into telephones,

'베이클라이트'는 전화,

children's toys,

어린이용 장난감

and insulators for electrical devices.

그리고 전기부품의 절연체 제작에 사용되었습니다

With its development in 1907,

플라스틱 산업은 계속 발전해 1907년에는

the plastics industry exploded.

폭발적 성장을 이루었습니다.

One other familiar polymer, Silly Putty,

비슷한 종류의 복합체인 실리 푸티 또한

was also invented by accident.

우연히 발명되었죠.

During World War II,

2차 세계 대전 중

the United States was in desperate need

미국은 군대를 지원하기 위해

of synthetic rubber to support the military.

합성 고무가 절실히 필요했습니다

A team of chemists at General Electric

제너럴 일렉트릭사의 화학팀이

attempted to create one

발명을 시도했으나

but ended up with a gooey, soft putty.

결과는 부드럽고 끈적한 퍼티 (유리를 창틀에 끼울 때 바르는 접합제)였습니다

It wasn't a good rubber substitute,

퍼티는 비록 고무로는 적합하지 않았지만

but it did have one strange quality:

특별한 성질이 있었는데

it appeared to be extremely bouncy.

튕겨오르는 성질이 그것이었습니다

Silly Putty was born!

바로 실리 퍼티의 탄생이었죠!

Synthetic polymers have changed the world.

합성 복합체는 세상을 바꾸어 놓았습니다

Think about it.

생각해 보세요.

Could you imagine getting through a single day

플라스틱을 사용하지 않고

without using plastic?

단 하루라도 보낼 수 있을까요?

But polymers aren't all good.

그러나 복합체가 장점만 있는 것은 아닙니다.

Styrofoam, for example, is made mainly of styrene,

예를 들면 스티로폼은 주로 스타이렌 (합성수지/고무 원료) 으로 만들어지는데

which has been identified as a possible carcinogen

이것은 환경보호청에서

by the Environmental Protection Agency.

발암물질로 구분합니다.

As Styrofoam products are being made,

스티로폼이 만들어지거나

or as they slowly deteriorate in landfills or the ocean,

쓰레기 매립지나 바다에 버려질 때

they can release toxic styrene

스타이렌이라는 독성물질이

into the environment.

주변환경으로 방출됩니다

In addition, plastics that are created

또한 중합반응을 거쳐

by addition polymerization reactions,

만들어진 플라스틱

like Styrofoam,

즉 스티로폼이나

plastic bags,

비닐봉지나

and PVC,

PVC같은 물질은

are built to be durable and food-safe,

내구성이 있고, 음식저장용으로도 만들어졌지만

but that means that they don't break down

즉, 그 말은 생태계에서 분해되지않는다 는

in the environment.

뜻이기도 합니다

Millions of tons of plastics

매년 수백만 톤의 플라스틱이

are dumped into landfills every year.

쓰레기 매립지에 버려집니다

This plastic doesn't biodegrade,

플라스틱은 생분해 되지않으며

it just breaks down

단지 작은 조각으로

into smaller and smaller pieces,

부서지기만 하면서

affecting marine life

해양 생태계에 악영향을 주는데

and eventually making their way back to humans.

그 악영향은 결과적으로 인간에게 돌아옵니다.

Polymers can be soft or hard,

중합체는 부드러울 수도, 딱딱할 수도 있고

squishy or solid,

끈적거릴 수도, 굳어 있을 수도 있으며

fragile or strong.

부숴지기 쉬울수도, 강할 수도 있습니다.

The huge variation between

이러한 엄청난 다양성이

means they can form

뜻하는 것은

an incredibly diverse array of substances,

엄청나게 다양한 물질들이 만들어 질 수 있다는 것입니다

from DNA

DNA에서 부터

to nylon stockings.

나이론 스타킹에 이르기까지요

Polymers are so useful

중합체는 너무나 유용해서

that we've grown to depend on them every day.

우리의 일상은 이미 중합체에 의존하고 있습니다.

But some are littering

그러나 그들의 일부는

our oceans, cities, and waterways

바다와 도시, 수로를 오염시켜

with effects on our health

인간의 건강에 해를 끼치기도 하는데

that we're only beginning to understand.

지금에서야 우리는 이러한 사실을 깨달아 가고 있는 것입니다