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- "죽음의 가스"를 배출하는 냉장고.
- 1929년, 미국의 한 병원에서 냉매 누출로 100명이 넘는 사람들이 사망
- 잠재적으로 유용한 완전히 새로운 종류의 화합물, 즉 염화불화탄소(CFC)를 발견했다.
- 1930년 "프레온"이라는 이름으로 시장에 출시
- 이 물질이 곧 지구 대기에 엄청난 파괴력을 행사할 것이라고는 아무도 예상하지 못했다.

냉장고 혁명
미즐리, 냉장고를 안전하게 만들었지만 지구에는 해를 끼쳤다

테트라에틸납으로 큰 성공을 거둔 토마스 미즐리는 곧 또 다른 발명품을 만들어냈다. 이 발명품 역시 널리 받아들여져 수십 년 동안 많은 사람의 일상생활을 더욱 편리하게 해주었다. 하지만 유연 휘발유처럼, 미즐리의 두 번째 베스트셀러는 광범위한 결과를 초래했고 전 세계적으로 해로운 결과를 낳았다. 

▲ 압축기형 냉장고가 냉매를 사용하는 방식. © Jahobr/ 퍼블릭 도메인

"죽음의 가스"를 배출하는 냉장고

이번에는 가정 문제가 발단이 되었다. 냉장고는 1920년대에도 이미 존재했지만, 때로는 위험하기도 했다. 암모니아, 클로로메탄, 이산화황 등 가연성이 높거나 독성이 강한 가스가 냉각제로 사용되었다. 냉장고가 누출되면 이러한 가스는 최악의 경우 가족 구성원 모두를 사망에 이르게 할 수 있었다. 1925년, 이렇게 사망한 가족의 사진이 공개되자 많은 지방 자치 단체에서 냉장고 사용을 금지했고, 냉장고는 "죽음의 가스 냉장고"라는 악명 높은 이름으로 불렸다.

1929년, 미국의 한 병원에서 냉매 누출로 100명이 넘는 사람들이 사망했다. 그 결과, 많은 병원에서 그 이후로 냉장 시설을 포기했다. 같은 이유로 전기를 사용하는 미국인의 85%는 냉장고를 소유하지 않았거나, 신선한 공기가 있는 현관에 두었다. 이러한 가전제품에 안전한 냉매를 아직 아무도 찾지 못했다.

새로운 시약이 필요하다

한편, 미즐리는 제너럴 모터스(GM)의 연구 부서 책임자로 승진했다. 1920년대 최고의 냉장 회사였던 프리지데어(Frigidaire) 역시 제너럴 모터스에 속해 있었다. 미즐리는 나중에 "저는 연구실에 있었는데, 사소한 문제로 디트로이트의 케터링(Kettering)에 전화를 걸었다"고 회상했다. "우리가 이야기를 마치자 그가 말했다. '미지, 냉장 산업이 발전하려면 새로운 냉매가 필요합니다.'“

바로 다음 날, 프리지데어(Frigidaire)의 한 엔지니어가 미즐리를 방문하여 그와 문제를 논의했다. 미즐리는 이후 두 명의 보조원과 이 문제를 논의했다. 하지만 그는 단일 화합물만으로는 문제를 해결할 수 없을 것이라고 생각했다. 그는 또한 당시 미국 경제 위기 속에서는 눈에 띄는 제품만이 잘 팔릴 것이라고 강조했다.

▲ 염화불화탄소(CFC)는 처음에는 주로 에어컨 시스템에 사용되었으며, 냉장고 제조업체들은 다소 늦게 사용하기 시작했다. © sturti/ Getty Images

새로운 냉매의 요건은 명확했다. 끓는점이 섭씨 0도에서 영하 40도 사이여야 하고, 안정적이며, 독성이 없고, 인화성이 없으며, 부식성이 없고, 저렴해야 했다. 하지만 가장 중요한 것은 냉매의 높은 휘발성이었다. 냉각 효과를 내려면 저온에서도 증발해야 했다.

특수 주기율표, 지우개 먼지, 그리고 데이터 탐색

미즐리는 해결책을 찾기 위해 노크 방지제 탐색에도 도움이 되었던 도구, 즉 특수 배열된 주기율표를 활용했다. 이 표는 모든 원소의 전자 수와 원자 전자껍질의 빈 공간을 표시했다. 이는 원소의 특성과 결합 거동에 상당한 영향을 미친다. 이 도구 덕분에 미즐리는 불소가 적합한 후보가 될 수 있음을 재빨리 깨달았다. 이 할로겐은 원소 상태에서는 매우 독성이 강하지만, 불소를 함유한 화합물에는 그렇지 않다. 그러나 아무도 이를 잠재적인 냉매로 생각하지 않았던 것 같다.

미즐리는 "끓는점 기록, 데이터 추적, 수정, 계산자, 종이, 지우개 먼지, 연필 깎이, 그리고 과학 투시가의 삶에서 차잎과 수정 구슬을 대신하는 모든 도구들이 활용되었다"고 썼다.

성공: 단 몇 시간 만에 그와 그의 조수들은 잠재적으로 유용한 완전히 새로운 종류의 화합물, 즉 염화불화탄소(CFC)를 발견했다.

드디어 모든 것이 냉각되었다.

새로운 냉매를 위해 미즐리와 그의 팀은 먼저 디클로로디플루오로메탄을 합성했고, 이는 1930년 "프레온"이라는 이름으로 시장에 출시되었다. 미즐리는 테트라에틸납과 마찬가지로 공개적으로 이 새로운 냉매의 안전성을 입증했다. 미국 화학회 회의에서 그는 프레온 가스를 흡입한 후 양초를 불어 껐다. 따라서 이 물질은 독성도 없고 가연성도 없다는 것이 증명되었다.

화학자들은 더 많은 CFC 화합물을 합성했고, 미즐리의 발견은 단시간 내에 냉장고, 특히 에어컨 시스템을 정복했다. 사람들은 마침내 자신과 음식을 안전하게 냉각할 수 있었고, 그 결과 식중독으로 인한 피해를 줄일 수 있었다. 의약품과 백신도 안정적으로 냉각될 수 있었고, 공조 시스템은 남아프리카의 금광에서 미국의 기차 차량에 이르기까지 전 세계의 공간을 냉각할 수 있었다.

얼마 지나지 않아 새로운 CFC의 또 다른 활용 가능성이 나타났다. 휘발성이 높은 할로겐화 탄화수소가 에어로졸 캔의 추진제로도 적합하다는 것이었다. 그러나 당시에는 그토록 극찬받던 이 물질이 곧 지구 대기에 엄청난 파괴력을 행사할 것이라고는 아무도 예상하지 못했다.
(계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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