공지사항
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세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 농화학
- 농업의 역사부터 하버의 암모니아 합성까지
책소개
농업의 역사부터 하버의 암모니아 합성, 친환경 미래농업까지 농화학의 흐름을 쉽고 깊이 있게 살펴본다. 〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학〉 시리즈의 21번째 책으로, 토양·비료·농약 등 농업 분야의 화학 현상과 인류가 식량 생산을 발전시켜 온 과정을 정교수와 농화학군의 일대일 대화 형식으로 설명한다. 전국 과학교사모임 추천 도서이자 이공계 진학 예정자를 위한 과학 교양서다.
노먼 볼로그와의 인터뷰를 시작으로 선사시대 농업, 토양의 영양, 화학평형과 촉매, 암모니아 합성법을 차례로 다룬다. 공기 중의 질소를 암모니아로 바꾸어 인공비료 혁명을 일으킨 하버-보슈 공정과 아레니우스, 르 샤틀리에, 폴 헤르만, 오무라와 캠벨 등 농화학 발전에 기여한 과학자들의 연구를 통해 식량 생산과 농업 기술의 변화를 살펴본다.
스마트 농업과 친환경 미래농업, 재생에너지로 수소와 암모니아를 생산하는 그린 암모니아 기술까지 농화학의 현재와 미래도 함께 담았다. 국제 학술지에 300여 편의 논문을 게재하고 수백 권의 과학 교양서를 집필한 정완상 교수가 전공서보다는 가볍고 교양서보다는 깊이 있게 풀어냈으며, 와게와 굴드버그의 논문, 하버의 노벨상 수상연설문, 오무라와 캠벨의 논문 영문본을 부록으로 수록했다.
목차
천재 과학자들의 오리지널 논문을 이해하게 되길 바라며
공기 중의 질소를 암모니아로 바꾸어 비료 생산 혁명을 일으키다 _ 노먼 볼로그 박사 깜짝 인터뷰
첫 번째 만남 | 고대와 중세의 농업
농업의 시작 _ 농업 시작 전의 초기 재배
최초의 작물 재배 _ 레반트 지역에서 시작된 작물 재배
세계 곳곳에서 시작된 농업 혁명 _ 양쯔강 유역의 벼농사와 메소아메리카의 옥수수농사
가축 사육의 시작 _ 돼지와 소의 가축화
고대 문명의 농업 _ 국가를 만들다
관개농업의 발달과 쟁기 사용 _ 안정적인 식량 생산으로 인구 증가를 이끌다
철제 농기구 등장 _ 식량 생산 증가와 사회 구조 변화
고대 그리스의 농업 _ 프톨레마이오스 왕조의 곡물 공급망
고대 로마의 대규모 농장, 라티푼디움 _ 생계에서 사업으로 바뀐 농업
신세계의 농업 _ 구세계와 독립적으로 발전하다
콜럼버스 교환 _ 세계를 뒤흔든 농업 혁명
삼포제 농업 _ 농업과 축산의 유기적 결합
종자 파종기의 발명 _ 제스로 툴의 종자 파종기
인클로저 운동 _ 영국 농업 생산성을 높이게 한 변화
산업혁명 시대의 농업 _ 기계 농업의 시작
두 번째 만남 | 비료의 역사
자연 비료의 사용 _ 동물 배설물, 낙엽, 음식 찌꺼기
나일강이 만든 자연 비료 _ 자연의 비료 공장
로마인의 ‘똥 비료’ _ 가축 분료의 퇴비화
중국의 ‘황금 비료’ _ 인분의 퇴비화
해초 비료 _ 바다의 선물
화전 농업 _ 잿더미의 기적
중세의 퇴비 농업 _ 자연의 화학 반응을 적극적으로 이용
낙엽 _ 숲의 비료 공장
구아노와 칠레초석 _ 광물 자원을 비료로 이용
뼛가루 비료 _ 전장에 남겨진 뼈까지 수거하는 상인들
노퍽 농법 _ 콩과 식물은 살아 있는 비료 공장
비료 혁명의 문 앞에서 _ 인공비료의 서막
농업을 바꾼 화학자, 리비히 _ 탄소와 수소의 정량 분석법, 최소양분율
비료가 맛도 바꾼다 _ 맛과 영양까지 고려한 비료 관리
식물도 ‘영양실조’에 걸린다 _ 황화 현상
세 번째 만남 | 화학평형과 촉매의 화학
화학평형 이론의 출발 _ 베르톨레의 동적 평형
질량작용의 법칙 _ 화학 반응의 속도는 반응물의 농도의 곱에 비례한다
르 샤틀리에 원리 _ 화학 반응은 외부 조건에 따라 달라진다
촉매 발견의 역사 _ 빵, 술, 식초의 발효와 금속 제련
촉매의 탄생과 산업화 _ 보이지 않는 힘이 세상을 바꾸다
에두아르트 부흐너 _ 생명력을 화학으로 풀어낸 과학자
오스트발트의 질산공정 _ 암모니아를 산화해 질산을 만드는 ‘오스트발트 공정’
번개와 질소 고정 _ 자연이 만든 거대한 실험실
프랑크-카로 공정 _ 공기 중의 질소를 활용해 인공비료를 만들다
비르켈란트?에위데 공정 _ 인공 번개를 활용한 질소 고정 기술
질소 고정의 초기 연구 _ 아레니우스의 전해질 해리 이론
생물학적 질소 고정 _ 자연이 만든 놀라운 공장
효소의 진화 _ 아널드의 지향적 진화
고압 화학의 시작 _ 앙리 무아상의 전지 아크로
촉매 이론의 발전 _ 촉매의 표면에서 시작되는 반응
환경 촉매 _ 유해가스를 줄이는 촉매 장치
나노 촉매 _ 원자와 분자 수준에서 촉매를 설계
미래 촉매 _ 에너지와 생명을 바꾸는 기술
네 번째 만남 | 암모니아 합성
하버의 질소 비료 _ 공기 중의 질소를 이용하다
질소비료의 필요성 _ 공기 중의 질소를 암모니아로 바꾸는 하버?보슈 공정
암모니아 인공 합성 _ 공기 중의 질소와 수소를 암모니아로 만들다
질소 비료 산업을 개척한 카를 보슈 _ 대량생산의 길을 열다
암모니아 합성법 이후 _ 비료산업뿐 아니라 폭약산업까지 발전하다
화학 전쟁과 하버 _ 인류를 살리고 죽이는 과학 기술
하버의 결혼 생활 _ 영화보다 더 영화 같은 비극
다섯 번째 만남 | 농화학의 노벨상 수상자들
농약 혁명 _ 화학 농약, DDT의 발견
흙 속에서 시작된 혁명 _ 아버멕틴의 발견
‘AIV 사일리지 방법’ _ ‘생산 중심’에서 ‘관리와 지속성’으로
농업의 산업화와 녹색혁명 _ 인류의 기아 문제를 해결한 볼로그
수경재배 _ 흙 없이 식물을 키우는 과학
스마트 농업과 정밀 비료 시대 _ 작물의 상태와 토양에 적합한 정밀 농업
나노 비료 _ 생산 효율성을 혁신하다
AI 맞춤 비료 _ 작물에 필요한 영양분을 정확히 제공한다
미래 비료 _ 미생물을 이용한 친환경 비료
식물이 직접 질소를 만드는 시대 _ 유전자 기반 질소 고정 기술
친환경 암모니아 생산 _ 농업과 에너지, 기후변화를 모두 해결
수직 농장 _ 경작지 감소 문제 해결
배양육 생산 _ 동물을 키우지 않고 고기를 만든다
만남에 덧붙여
Studies Concerning Affinity _ 와게와 굴드버그 논문 영문본
The synthesis of ammonia from its elements _ 하버 논문 영문본
Avermectins, New Family of Potent Anthelmintic Agents: Producing Organism and Fermentation _ 오무라 논문 영문본
Avermectins, New Family of Potent Anthelmintic Agents: Efficacy of the Bla Component _ 캠벨 논문 영문본
위대한 논문과의 만남을 마무리하며
이 책을 위해 참고한 논문들
저자
정완상 (지은이)