알루미늄·규소 초고온 가공해 생산
우주선·인공뼈·광섬유 등 다목 활용

인류는 광물과 암석을 이용하여 다양한 도구를 만들어 사용하면서 문명을 발전시켰다. 석기 시대에는 암석이나 광물을 깨서 만들어진 날카로운 단면을 도구로 사용하거나, 암석을 갈아서 새로운 도구를 만들어 사용하였다. 날카롭게 깨지는 성질이 있는 흑요석은 화살촉이나 칼 등을 만드는 데 이용되었으며, 단단한 석영은 서로 맞부딪쳐 불을 피우는 부싯돌로 사용되었다.

그 후 암석 속에 포함된 금속 광물을 제련하는 기술이 발달하면서 구리와 주석을 섞어서 청동을 만들고 이를 이용해 칼 등의 무기나 거울과 같은 생활용품을 만들었다. 금속을 더 높은 온도에서 녹일 수 있는 기술이 발달하면서 철을 이용할 수 있게 되었고, 인류 문명은 빠르게 발전하게 되었다. 세계적으로 널리 그 우수성을 인정받고 있는 고려청자는 고령토로 빚어 고온으로 가열하여 만든 것이다. 고령토를 높은 온도에서 구우면 훨씬 가볍고 단단해진다. 이처럼 흙이나 모래와 같은 천연원료에 열을 가하여 구워낸 재료를 세라믹이라고 한다.

세라믹 제품에는 청자나 백자와 같은 도자기뿐만 아니라 유리, 시멘트, 벽돌 등이 있다. 세라믹 제품은 금속과 달리 녹이 슬지 않으며 플라스틱보다 높은 열에 잘 견디고, 화학적 침식에 강한 특성이 있다. 그러나 갑작스러운 온도 변화나 작은 충격에도 쉽게 깨지는 단점이 있다.

최근에는 이런 세라믹의 단점을 보완하여 매우 단단하면서 온도 변화에 잘 견디는 파인 세라믹이 개발되었다. 파인 세라믹은 알루미늄, 규소 등을 높은 온도에서 가공하여 만든다. 파인 세라믹은 생물이나 인체에 해를 입히지 않아 병원에서 사용하는 인공 뼈나 인공 치아 등을 만드는 데 이용된다. 또 우주선이 대기권을 탈출하거나 귀환할 때 지구 대기와의 마찰로 인해 무려 1500도 이상의 고온에 휩싸이게 된다.

그러나 우주선 내부의 온도는 조금 따뜻한 정도에 지나지 않는다. 우주선이나 귀환선이 이처럼 높은 온도에도 견딜 수 있는 것은 표면에 부착된 내열과 단열 효과가 뛰어난 파인 세라믹 타일 때문이다. 우주 왕복선의 경우 표면에 약 3만장의 파인 세라믹 타일이 빈틈없이 부착되어 있다.

이외에도 파인 세라믹은 자동차의 엔진이나 항공기의 유리, 광섬유(사진) 등 다양한 분야에 이용되며, 녹이 슬지 않는 가위나 칼, 안경 등에도 사용된다.

미래엔 올리드과학팀