탄소의 두 얼굴, 다이아몬드에서부터 이산화탄소까지

보통 탄소라고 하면 석탄, 석유, 천연가스 등의 원료로만 알고 계시는 분이 많으실 것입니다. 화석 연료의 원료이면서 화석 연료를 태울 때 나오는 이산화탄소로 인해, 탄소의 부정적인 면에 대해 많이 알려져 있기 때문입니다. 하지만 다이아몬드도 탄소 원자로만 구성되어 있는 물질이랍니다.

그렇다면 이번 포스팅에서는 원자번호 6번인 탄소가 어떤 물질이고, 우리 주변의 어떤 형태로 존재하는지 알아보도록 하겠습니다.

원자번호 6 탄소

탄소 화합물은 대기, 바다, 땅속에 다량으로 존재합니다. 지구 지각의 원소 중에서도 탄소는 15번째로 많은 물질인데 주로 석유, 석탄, 천연가스의 형태로 있습니다. 해양과 같은 물에 탄산의 형태로 녹아든 경우도 많은데 그 양이 36조 톤이나 됩니다. 그밖에도 생물권에도 탄소는 1조 9000억 톤이 있고, 대기권에는 이산화탄소의 형태로 8100억 톤이 있습니다.

 

이렇게 우리 주변 어디에서나 존재하고 있는 탄소는 선사 시대 유적에서도 발견되고 있습니다. 탄소는 유기물이 불완전 연소할 때 쉽게 발생되기 때문입니다. 탄소 원자로 이루어진 다이아몬드도 기원전 2500년경부터 이미 사람들에게 알려졌습니다. 이뿐만이 아닙니다. 고대 로마에서는 오늘날처럼 나무에서 숯불을 만들어 사용했는데, 여기에서의 숯불 역시 탄소로 이루어진 물질입니다. 고대 이집트에서는 점토로 밀봉한 피라미드에서 공기를 빼내기 위해 나무를 가열했는데요, 여기에서도 탄소의 흔적을 엿볼 수 있습니다.

 

탄소에 대한 연구

18세기 프랑스의 화학자였던 라부아지에는 숯과 다이아몬드를 태우면, 이산화탄소가 생성된다는 발견했고, 숯과 다이아몬드가 화학적으로 같은 원소임을 밝혀냈습니다. 그로부터 2년 뒤 스웨덴의 화학자 셸레는 흑연도 탄소의 일종임을 밝혔습니다. 그로 인해 흑연이 납의 종류일 거라고 생각해 오던 그 당시의 잘못된 생각을 바로 잡게 되었습니다.

탄소를 원소로 기록한 건 라부아지에였습니다. 1789년 출판된 저서에서 탄소를 원소로 기록하고 ‘carbon’이라는 이름을 붙인 것입니다.

 

시간이 흘러 1985년에는 새로운 탄소 분자가 탄생했습니다. 과학자인 리처드 스몰비, 로버트 컬, 해롤드 크로토가 헬륨 가스 안에서 흑연에다가 강력한 레이저 빔을 쏘아 기화시켰는데, 그때 새로운 탄소 분자가 만들어졌습니다.

이 물질의 이름은 ‘풀러렌’입니다. 풀러렌은 60개의 탄소로 이루어져 있었는데, 강하면서도 안정된 구조로 이루어져 있었습니다. 마치 축구공처럼 말입니다. 풀러렌은 아주 작은 물질을 그 안에 가둘 수도 있으면서도 튜브처럼 이어질 수 있었던 탄소나노튜브라고 할 수 있습니다.

풀러렌의 발견은 나노과학기술의 시발점이 되었습니다. 풀러렌을 발견한 과학자들은, 과학사에 끼친 혁혁한 공로가 인정되어 노벨화학상을 공동수상하기도 했습니다.

 

 

이산화탄소

그렇다면 지구 온난화의 가장 큰 원인이 되고 있는 이산화탄소는 어디에서 나온 것일까요? 이산화탄소가 발생하는 주요 원인은 화석 연료를 사용하기 때문입니다. 석유, 석탄, 천연가스 등의 화석 연료들을 태우면 에너지를 얻는 과정에서 이산화탄소가 발생하는 것입니다.

그러니까 화력발전소, 공장, 자동차, 비행기 등을 사용할 때마다 이산화탄소가 계속해서 발생하고 있다고 보시면 됩니다. 우리가 아무렇지도 않게 난방, 가전제품을 이용할 때마다 이산화탄소가 배출되고 있는 것입니다.

이런 상황에서 이산화탄소의 배출을 최대한 억제하려고 하는 저탄소화는 세계적으로 중요한 과제가 되고 있습니다. 우리 개개인도 일상생활에서 이산화탄소를 줄이려는 노력이 필요한 시점입니다.

그 일환으로 우리나라에서는 탄소포인트제가 시행되고 있습니다. 탄소포인트제란 가스, 수도, 전기 항목별로 과거 2년 동안의 월별 사용량과 현재 사용량을 비교하여 절감한 정도에 따라 탄소포인트를 부여하는 것입니다.

적립된 탄소포인트는 현금, 상품권, 종량제봉투, 지방세납부, 교통카드 등으로 지급된다고 합니다. 내가 기울인 관심과 노력으로 환경도 살리고 현금처럼 사용하는 탄소포인트도 받을 수 있으니, 관심 있으신 분들은 참여를 해보시기 바랍니다.

탄소포인트제 신청방법은 다음과 같습니다.

탄소포인트제라고 검색을 하시면 홈페이지가 나오는데, 홈페이지에 들어가셔서 안내된 방법에 따라 신청하실 수 있습니다. 또는 주민센터를 방문하시어 탄소포인트제 신청서 양식에 직접 기입하셔서 신청하실 수도 있습니다.

 

자, 이번 포스팅에서는 주기율표 원자번호 6번인 탄소에 대해 알아보았는데요, 우리 주변에는 여러 가지 형태로 탄소가 존재한다는 걸 알았습니다. 그런 만큼 탄소는 다이아몬드나 풀러렌처럼 밝은 면과, 이산화탄소처럼 어두운 면이라는 두 가지 얼굴을 지녔습니다.

밝은 면을 살리면서, 어두운 면을 최소화하는 노력을 기울일 때 우리의 삶은 더욱 편리하고 건강해진다는 것을 잊지 않는 하루가 되세요.