185화

16장 10화 실험 기구

매월 5일 경복궁에서는 정기 회의가 열린다. 이 회의는 10년 전에 비변사에서 시작한 정기 논의를 이어받은 회의이며 예전에 비극적인 대화가 오간 담원(談苑)에서 열린다.

여기에는 각 부(部)의 대신, 부대신과 각 기관장들이 효명제 앞에서 정례 보고를 올렸다. 이번 회의는 1848년 6월의 제6차 회의였다.

지난달의 업무 보고를 간단히 진행하고 차후 업무에 대한 보고를 실시하였다. 각 부처들이 하나씩 보고를 시작하고 우리 외부 앞 순서인 군부(軍部)의 보고가 시작되었다.

“황제폐하께 신 안집(安㙫) 보고를 올리옵나이다. 현재 기병들의 신형 권총 배급이 실시되었사오며 묵서가와의 전쟁에서 얻은 전훈을 장졸들에게 전파하고 있나이다.”

“훈련은 어떻게 진행되고 있는가?”

“해군과 육군의 합동 상륙작전을 실시함은 물론 포병 전술을 더욱 강화하고 있사옵니다. 소구경 야포를 이용한 이동 후 사격으로 새로운 전술에 대응할 것이옵니다.”

군부 부대신으로 새로 임명된 안집은 차기 부여왕 이최응을 대신하여 훈련을 통솔하였다. 미국-멕시코 전쟁은 삼류 국가 멕시코가 이류 국가 미국에게 두들겨 맞은 사건이다.

물론 대한제국 군대는 멕시코보다 조금 나은 수준에 불과하다. 전쟁을 통한 냉정한 평가이며 청나라를 물리쳐 콧대가 솟구치던 군부도 이 사실을 받아들여 오만함을 버렸다.

“군부 부대신의 오대조인 은봉(隱峯 - 안방준, 임진왜란과 양 호란의 의병장으로 활동하였다)의 뜻을 받아들여 충분한 예산을 배정할 것이노라.”

“하해와 같은 은혜에 감읍할 따름이옵나이다.”

가장 주목받는 군부의 차례가 끝나자 우리 외부 차례가 되었다. 권돈인은 당당하게 자리에서 일어나 인사를 올리고 보고를 시작하였다.

“미국과의 협정은 차례차례 진행되고 있사옵니다. 이들은 서쪽의 강역을 개척할 예정이오며 대한제국의 투자를 받아들여 개척을 가속할 예정이옵니다.”

“태평양을 건너 이 나라의 국력이 닿을 수 없으나 영향력은 끼칠 수 있지. 사람을 보내 항구 부지를 선정하고 아낌없는 투자를 하여 이득을 나눌 수 있게 하라.”

“하오면 투자 규모와 관련된 논의는 어찌 진행해야 하옵나이까?”

미국은 우리를 전쟁에 참전한 동맹으로서, 또한 장기적인 경쟁자로서 대우하였다. 드넓은 서부 영토를 개척하는 과정에서 힘을 빌리되 일정 수준 이상의 간섭은 피하려 하였다.

효명제 또한 난감한 입장이겠지. 덮어넣고 지나친 투자를 하면 미국이 순식간에 서부를 손아귀에 넣고 태평양 넘어 막대한 영향력을 투사하리라. 그렇다고 찔끔 투자해 버리면 이득도 챙길 수 없다.

한참을 고민한 효명제는 좋은 생각을 떠올렸다는 듯이 손뼉을 치며 말하였다.

“최근 들어 고생물학자들이 계속 청원을 하고 있더구나. 이들은 산야를 드나들며 지층을 파헤치고 화석을 찾는 학자들이다. 이들을 먼저 보내 묻힌 자원을 찾아보면 어떠한가?”

“그…… 순학자들은 정상적인 사람이 아니옵니다. 듣자 하니 땅을 파내다 구리 맥이 발견되면 화석이 없는 지층이라고 욕을 퍼붓고 다른 곳으로 이동한다고 하옵니다.”

“학자를 고용하여 각종 제반 비용을 모두 제공하였다면 대가를 받아야지. 각 지층을 파헤친 보고서와 광석 시료를 모두 가져오게 하라.”

문득 로키산맥을 드나들고 황량한 서부를 떠도는 순학자들이 상상되었다. 방울뱀과 전갈 심지어 거대한 불곰에게 시달리며 곡괭이를 휘두르는 인간들이.

누가 재촉하지 않고 스스로 나서는 일이니 내가 뭐라 할 상황도 아니지.

다음으로 내가 담당하고 있는 베트남 개선 작업에 대한 보고를 하였다.

“남국(南國 - 베트남)에는 여러 차례 불란서의 간섭이 밀려왔으나 황제폐하의 뜻을 받아들인 새 황제가 개혁을 진행하고 있사옵니다. 이미 군부의 개혁은 완료되었사옵니다.”

“군부의 개혁이 문제가 아니고 훈련의 문제이지. 이 나라의 장졸들과 점차 갑식 소총으로 교체되는 구식 소총을 보내 훈련에 열중하게 하라.”

베트남의 경제구조와 산업구조를 대한제국과 잘 어울리게 조율하는 과정도 논의하였다. 이후 각 부처의 보고가 이어지다 일준이의 국립이학대학 차례가 되었다.

“국립이학대학의 보고를 올리옵나이다. 일본의 경도(京都 - 교토)분원의 인원 배정은 완료 단계이며 일본 막부에서 보낸 유학생들의 석사학위 논문 심사도 실시할 예정이옵니다.”

“그 보고는 다음 달에 하여도 충분하지 않은가. 일 년 전에 신형 실험기구 개발을 위한 예산을 배정하였는데 그 보고는 언제쯤 할 것인가?”

일 년 전에 그런 적이 있기는 했지. 일준이는 어쩔 수 없다는 듯이 고개를 숙이고 눈을 이리저리 돌리더니 죽어가는 목소리로 말하였다.

“완성하였사오나 아직 개량할 점이 있사옵니다.”

“개량할 점이 있다. 예산을 계속 투자하여 육십이만 냥을 받아들였는데 아직 부족한가? 그러하면 몇 대나 완성하였는가?”

“한…… 한 대이옵니다. 물론 기존에 사용한 부품을 재조립하면 다섯 대는 나올 것이옵니다!”

62만 냥이 애들 장난 수준이 아니다. 지금 한양 공장 숙련공 연봉이 800냥이 좀 안 되니 800명 어치 연봉을 일 년 동안 날려먹은 수준이다.

그런데도 개량이 필요한 한 대의 실험기구를 만들어내었다. 증기기관 자체 생산도 아닌 고작 실험기구이다.

효명제는 일준이를 심각한 표정으로 바라보다 말하였다.

“대체 얼마나 중요한 기구이기에 그토록 예산이 많이 들어가는가? 처음에는 화학 실험은 물론 각종 물질을 합성하는 데 꼭 필요한 기구라 하여 투자하였는데.”

다른 부처라면 호된 질책을 넘어서서 예산 심의가 들어갈 수준이다. 일준이는 지금까지 효명제의 기대 이상으로 일을 잘하여서 말로 조용히 타이르는 게 전부다.

다른 부처 사람들도 일준이가 실패하였는지 아니면 정말 필요한 물건인지 감을 잡지 못하였다.

효명제는 잠시 생각하다 나를 바라보며 명을 내렸다.

“외부 부대신은 조 총장의 마음을 낱낱이 알고 있을 터. 국립이학대학에서 신형 실험기구를 확인하고 이것에 대한 지원 가부(可否)를 결정하도록 하라.”

효명제는 내 성격을 명확히 파악하고 있다.

아무리 친한 사람이라도 아닌 것은 아니다. 아무리 험악한 사이라도 옳은 것은 받아들이는 냉철한 사람이다. 나도 일준이가 이토록 많은 예산을 낭비하였다면 용서할 생각이 없었다.

다음 날, 국립이학대학에 가자 일준이는 아예 연구실 하나를 비워둔 채 기다리고 있었다.

“어제 회의에서 눈치 보다 죽는 줄 알았네. 예산 육십만 냥? 백만 냥은 투자해야지!”

“그 돈이면 군함 두 척은 만들 수 있다는 건 아냐?”

“군함이 뭐야! 이 물건들은 앞으로의 과학 발전을 뒤엎을 물건이야!”

일준이가 자랑스러운 표정으로 보여준 물건은 커다란 기계 두 개였다.

하나는 업소용 냉장고 크기에 가운데에는 위로 올려서 여는 방식의 유리창이 달려 있는 것이 전부다. 유리창에 구멍이 있고 여기에 두꺼운 고무장갑을 끼워 넣어 손을 넣을 수 있게 하였다.

다른 하나는 관이 여러 개 연결된 업소용 냉장고 크기의 기구였다.

대체 뭐에 쓰나 고민하는데 일준이는 상부 환기구 결합과 하부 전선 결합을 확인하며 흥분을 감추지 않았다.

“이건 뭔…… 혹시 김치 보관용 냉장고냐? 그러면 생활필수품인데 웬 과학 발전이야?”

내 입장에서는 이게 왜 필요한 도구인지 무엇 때문에 사용하는지 알 길이 없지.

심드렁한 표정으로 물어보니 녀석은 버럭 화를 내며 답하였다.

“이거 본 적 없어? 너 내가 근무하던 랩에 온 적 있잖아!”

“네 랩에 있던 물건? 생각해 보니 비슷한 녀석이 있기는 하네.”

현대의 기억을 떠올려 보니 녀석이 있던 연구실에 이것과 흡사한, 크기는 훨씬 작고 효율적인 물건이 있었지.

일준이는 측면의 전원을 켜고 설명을 시작했다.

“이 물건이 화학의 꽃이자 근본인 흄 후드(Fume Hood)다. 이제 현대보다는 못 해도 위험한 물질을 마음대로 다루고 변인을 통제하는 정밀한 시험이 가능해.”

“내 입장에서는 네 말이 들리지 않을 정도로 팬 소음이 심한데.”

“처음에는 어쩔 수 없어. 내가 설정한 대로 온도와 습도를 조절하는 중이니 조금 기다려.”

굉음을 내며 돌아가는 흄 후드가 어느 정도 안정화되었다. 녀석은 해골 표시가 세 개나 있는 황산을 가져오면서 설명하였다.

“이 흄 후드를 어떻게 만들지 고민하다 에이다 덕분에 구현할 수 있었어. 당장 온도 조절부터 습도 조절까지 반자동으로 유지 가능한 물건이다.”

“이 시대에 온도와 습도 조절이 된다고?”

“참 무식한 방법이야. 압축식 에어컨을 만들 기술력이 안 되니 온도는 펠티에 소자로 제어하고 습도는 제올라이트 필터와 가열기를 엮어서 제어하지.”

일준이가 설정한 대로 흄 후드 안의 온도는 22도, 습도는 60%로 제어되었다.

녀석은 안에 비커와 램프를 비롯한 기구를 놓고 비커에 황산과 철 조각을 넣은 다음 말했다.

“묽은 황산에 철 조각을 넣고 가열하면 빠른 속도로 반응이 일어나지. 이렇게 하면 자극적인 이산화황 증기가 발생하고 방 하나 정도는 순식간에 메울 거야.”

“좀 위험해 보이는데.”

흄 후드는 굉음을 내뿜으며 내부에서 발생하는 열을 제어하고 바람을 보냈다. 일준이는 비커를 램프 위에서 내려놓고 흄 후드의 문을 열면서 말했다.

“반응 끝, 보통 이런 반응을 시키면 내부에 이산화황 연기가 자욱하게 끼었을 거야.”

“아무 느낌이 없는데? 연기가 환기구로 죄다 빨려 나간 건가?”

모든 유독가스가 환기된 덕분인지 아무런 느낌도 들지 않았다. 다만 배출된 증기가 배관을 부식시키면 유독가스가 유출될 수 있어서 궁금한 마음에 물어보았다.

“그런데 황산 증기가 통과한 배관이 부식되는 거 아니야?”

“현대면 합성수지로 틀어막을 수 있는데 여기서 가능할 리가 있나. 대신 돈을 쏟아부어서 배관 내부에 얇게 금박을 발라두었어. 환풍기는 교체 가능한 물건이라 신경 쓸 필요 없고.”

“송풍용 팬에 신경을 안 쓴다고? 이거 집 한 채 가격은 할 것 같은데.”

일준이는 아무 말도 하지 않고 버튼을 꾹 눌러 흄 후드의 작동을 중단시켰다. 녀석은 내 발언을 듣더니 어떻게든 이 물건을 많이 만들자고 설득을 시작했다.

“흄 후드를 발명한 건 화학계의 혁명이야! 변인을 완벽하게 통제할 수 있으며 각종 위험물질을 최대한 안전하게 다룰 수 있어. 여기에 에너지와 자원이 좀 많이 소모되는데 그 정도는 어쩔 수 없고.”

뭔가 더운 느낌이 들었는데 실내 온도를 확인하고 할 말이 없었다. 기계를 고작 30분을 가동한 뒤 실내 온도가 26도에서 28도로 상승해 버렸는데 온풍기 수준의 발열량이다.

“에너지와 자원을 좀 많이 소모해? 이거 거의 온풍기 수준인데?”

“압축식 냉각이 불가능해서 비효율적인 펠티에 소자를 사용해서 벌어진 문제야. 표준 가동 기준 소모 전력이 삼천 와트가 좀 넘는 수준이던가?”

“백열전구 백 개를 켜고 조금 남는 수준이잖아! 내각사 한 층보다 많은 전력을 소모해?”

내가 근무하는 좌내각사와 반대편의 동일한 건물 우내각사에는 전력 손실과 여유를 감안하여 2,000W급 발전기가 층마다 배치되어 있다. 당연히 소형 증기기관과 연결된 물건이다.

이 발전기로 전구를 켜고 선풍기도 돌리며 알뜰살뜰하게 사용하고 있었다. 그런 상황인데 일준이가 개발한 흄 후드 단 한 개가 더 많은 전력을 빨아먹는다.

“이건 육식성 코끼리 수준의 자원을 소모하는 기계잖아! 좀 더 효율적인 방법은 없어?”

“펠티에 소자는 냉각을 위해 동일한 양의 열량을 퍼부어. 이건 시대적 한계다.”

“그럼 에어컨을 만들어!”

“에이다가 만들려고 시도는 하는데 에이다 실력으로도 난항이 좀 많아서…….”

이걸 어떻게 해야 하나. 정말 미치고 팔딱 뛰겠는데 일준이는 다른 물건도 보여주었다. 마치 식당에서 공깃밥을 보관하는 온장고 같은 녀석인데 이것도 비슷한 기구 같았다.

“이건 흄 후드 개발과정에서 나온 교반 배양기야. 생물학 발전 과정에서 필요한 녀석이지.”

안에 들어 있는 플라스크에는 적갈색의 희뿌연 액체가 들어 있었다. 아무래도 세균을 배양한 것 같은데 일준이는 간절한 표정으로 나에게 말했다.

“이 두 기구를 상용화할 수 있다면 항생제 개발도 꿈이 아니야. 지금 설파제의 단순 합성에는 성공했는데 복합 합성 과정 제어가 안 되어서 난항을 겪고 있어.”

“설파제? 네가 전에 이야기한 페니실린 이전의 항생제 말이야?”

“기억하고 있네. 1932년 개발된 최초의 항생제이자 현대에는 거의 쓰이지 않는 항생제이지. 내가 만들 수 있는 유일한 항생제이고.”

일준이는 구석에서 세균을 배양한 살레 하나를 꺼냈다. 포도송이처럼 다닥다닥 달라붙어 번식한 세균 가운데 한 곳만 동그랗게 세균이 소멸해 있었다.

“이게 성공한 설파제다. 변인 조절이 제대로 되면 이렇게 성공작이 나오더라.”

일준이는 세균이 하나도 안 죽은 다른 샬레를 보여주며 나에게 부탁하였다.

“조절이 안 되면 합성이 애매하게 되어서 항생 효과가 없고 독성만 남는 경우가 자주 있더라고.”

“변인 조절이 안 되면 독성만 남는다고?”

“아무 효과 없는 황 화합물을 혈관에 투입하는데 몸이 버틸 수가 없어. 안정화만 되면 쓸 만한데 최소한의 조건이 저 꼴이더라.”

항생제는 맞는데 조금만 실수하면 독극물이 되는 물건이다. 일준이는 샬레를 다시 집어넣고 간절한 표정으로 말했다.

“아마 앞으로 길면 칠 년, 짧으면 오 년 정도 지나면 시험 단계를 넘은 설파제를 양산할 수 있을걸? 그러니 미래를 위해 잘 좀 설득해 줘.”

결론은 항생제를 개발하기 위해 62만 냥을 투자하고 이 거대한 기계를 수십 대 굴려야 하는 꼴이다.

여기까지는 기초과학을 위한 투자라 볼 수 있다. 그러나 일준이는 더 속 터지는 이야기만 하였다.

“참고로 흄 후드 한 대 가격은 육천 냥이 좀 넘고 유지비는 천 냥이 좀 넘어.”

“이 기계 백오십 대를 주문하고 일 년만 굴려도 백만 냥이 넘는데? 그게 뉘 집 장난이냐!”

“야! 내가 있던 연구실 기계도 대당 오천만 원 정도 한다! 항생제 개발을 넘어서서 양산하는 단계까지 눈앞에 보이는데 그 정도 투자면 싼 거 아니야?”

순간 페니실린을 개발하라 말 하고 싶었는데 녀석은 조선시대에 온 다음에도 ‘못 만든다.’라고 딱 잡아뗐다. 녀석은 되는 것과 안 되는 것을 확실히 알고 있는 연구자이다.

어떻게 보면 대한제국이 과학 경쟁 구도에서 확실히 앞설 수 있는 기구가 이 흄 후드인 것 같았다. 영국 왕립 과학협회의 아성을 뛰어넘기 위한 새로운 기구이고.

“백만 냥……. 한번 투자해 보지. 항생제를 개발하면 그 돈 정도는 벌어들이고도 남아.”

“아예 항생제로 작전 한탕 뛰는 건 어때? 주식 작전도 괜찮아 보이는데.”

“작전? 일단 개발이나 하고 말해!”

다음 날 효명제에게 보고를 올렸다. 일준이가 만들어낸 흄 후드는 엄청난 비용이 투자되었으나 길게 보아도 십여 년 이내에 이 비용을 갚아나갈 수 있는 훌륭한 기구라고.

일준이의 흄 후드는 내 예상대로 육식성 코끼리라는 별명으로 불리었다. 그 기계들은 발전기와 연결되어 국립이학대학의 또 다른 명물로 자리 잡았다.

#작가의 말

흄 후드는 현대의 화학 실험에 꼭 필요한 기구입니다. 이전에도 비슷한 기구가 있었으나 변인 통제가 불가능하여 실험 오류가 발생하곤 하였습니다.

자료 사진의 1904년 개발한 흄 후드는 난방 기능만 있었으며 1923년에는 에디슨이 급기, 배기가 가능한 모델을 만들어냈습니다.

문제는 일준이가 개발한 모델이 1950년대의 물건이라 냉난방 조절기능이 첨부되었습니다.

산더미처럼 많은 자원을 소모하는 육식성 코끼리라는 평가가 아주 정확합니다.

삽화 185

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fume_hood,_1904_Gdansk_University_of_Technology.jpg