프리츠 할러의 생애 아바타 연구 그래핀 연구

프리츠 할러 사진

자연과학의 분야 중에서도 화학은 많은 발전을 이룬 분야 중 하나입니다. 이번에는 화학 역사의 중요 인물 중 하나인 프리츠 할러의 생애와 아바타 연구 그래핀 연구에 대해 자세히 알아보겠습니다.

프리츠 할러의 생애

프리츠 할러는 1868년 12월 9일 독일 대표적인 유대인 가문의 4번째 자식으로 태어났습니다. 할러는 생전에 유럽의 대표적인 화학가 중 한 명으로 꼽히며 혼합 가스 풍선과 수소 기체 연구, 개발을 통해 군수무기 발명, 유독 가스 연구 등 당시 세상을 크게 바꾼 업적을 이루었습니다. 할러는 베를린 대학교에서 화학 공부를 시작하였습니다. 고등학교 지도교사를 수료한 이후, 로베르트 보일의 연구실에서 일을 하게 되었습니다. 그는 여러 연구를 경험하면서, 화학실험 대한 지식을 더욱 향상하고 있었습니다. 학업을 마치고 나서, 할러는 국제적으로 유명한 학자가 되었습니다. 그는 혼합 가스 풍선을 개발하는 등 여러 업적을 이루었고, 큰 실험실에서 연구를 하며 화학 연구에 대한 열정을 지속하였습니다. 할러는 또한, 아바타 연구를 하면서 암모니아 합성 공정을 개발해 냈습니다. 이 합성 과정으로 인하여, 전쟁에서 무기화하여 사용할 수 있는 유독 가스가 만들어질 수 있다는 사실을 발견하였습니다. 한편, 그는 독가스에 대한 연구를 통해 군사적으로 가치 있는 연구로도 활동하였습니다. 그러나 처리할 수 없는 문제를 발생시켜 그의 명성을 전혀 다르게 평가받는 경우도 있었습니다. 처음에는 유명한 화학자였던 프리츠 할러도, 나치 당시에는, 그의 유대인 가문적 출신과 국가적 이익에 대한 불신 취급으로 학문적으로 인정받지 못한 시기가 있었지만 그는 사망 이전에 유례없이 이르게 노벨 화학상을 받는 등 학문적 세계와 인문적 가치를 담은 평이한 화학자로 추앙되는 바이며 과학자의 꿈을 이룬 것으로 그가 남게 되었습니다.

아바타 연구

프리츠 할러의 연구 중에서 가장 유명한 것은 아마도 아바타 연구일 것입니다. 이 연구는 적은 양의 질소와 수소를 이용하여 양질의 암모니아를 합성하는 것이 목표였습니다. 우리가 일상생활에서 사용하는 인공비료나 폭발물, 살충제 등 다양한 화학물질을 만드는 데 있어서 암모니아는 반드시 필요한 원료 중 하나입니다. 하버의 연구팀은 초기에는 최적의 촉매를 찾는 것이 어려워 실패하였습니다. 하지만, 독일 실험실에서 동작하는 촉매와 기체 상태의 고압을 동시에 사용해 암모니아합성을 향상하는 일련의 실험 조건들이 결합되어 이 연구를 성공적으로 끝마칠 수 있었습니다. 그 결과, 할러의 팀은 수년간의 연구 끝에 급속한 공업화를 이룩하고 수많은 산업을 공급하게 되었습니다. 그러나, 하버 연구팀은 이러한 암모니아합성과정이 무기화함수로도 사용될 수 있을 것이라는 생각을 가지고 있었습니다. 어디까지나, 암모니아 합성 과정은 군사적 목적으로도 쓰일 수 있는 것이라는 연구 결과를 바탕으로 작용한 결과 이 가스는 1차 세계 대전 군사 수행에서도, 2차 세계 대전에서도 사용되었습니다. 그리고 1918년에는 독일의 실무자가 지금까지 알려진 최초의 군사용 무기화학물질을 개발하여 옴니아 연구의 경계를 초월하는 것을 보기도 하였습니다. 이것은 수소와 산소와 같은 참전국에서 사용하는 대형 무기화학물질에 비해 가볍고 작은 크기를 가지며, 아주 첨벙이라는 점에서 실전에 적극 사용되었습니다. 이러한 할러의 암모니아 연구는 현재까지도 전 세계에서 많은 곳에서 연구되고 있으며, 인류에게 많은 영향을 끼친 연구 중 하나입니다.

그래핀 연구

프리츠 할러는 화학 및 물리학 분야에서 다양한 연구를 수행하였습니다. 이 중에서도 할러의 그래핀 연구는 그가 수행한 연구 중 하나로, 현재 그래핀 연구는 나노기술 분야에서 가장 핫한 분야 중 하나입니다. 그 필요성은 우리가 사용하는 모든 전자기기와 화학 물질들을 다루는 산업 부문에서 대규모의 변혁을 수행할 수 있는 것으로 판단된다는 것입니다. 그래핀은 카본의 다양한 형태 중 하나로, 2차원으로 형성된 공간에 있으며 이론적으로는 두께가 1 원자층 이하인 가장 얇은 카본 조각입니다. 할러와 그의 연구팀은 이러한 그래핀의 조직과 특성을 연구하고, 더 나아가 그래핀의 무한히 뛰어난 물성에 대한 이해를 돕는 연구를 수행했습니다. 그러나 할러가 수행한 연구는 그래핀에 초점을 두는 대신, 그래핀과 같은 구조의 다른 물질인 포트란 백신에 대한 연구였습니다. 포트란 백신의 특징은 그래핀 격자 구조와 유사하다는 것입니다. 이 연구는 단백질의 구조를 조작하여 백신에 필요한 단백질 구조를 만들어, 다양한 암세포 집약체에 대한 항체를 생성할 수 있다는 것을 입증하였습니다. 이는 백신의 출현과 암의 구조 연구 분야에서 큰 역할을 하였습니다. 이러한 과학적 연구들은 기초적인 이론적 연구라는 가치뿐만 아니라 실제적인 응용에도 큰 영향을 미칩니다. 따라서 할러의 그래핀 연구는 이제껏 널리 알려진 그의 아바타 연구와 함께, 현대 과학에서 매우 중요하게 평가됩니다.