고2 지학사 독서 교과서에 수록된 「자기 치유 소재, 어디까지 가능할까」는 과학 기술의 원리를 분석적으로 설명하는 대표적인 설명문입니다. 특히 시험에서는 ‘개념 이해-원리 파악-방식 비교-적용 분야-전망’ 흐름을 정확히 잡는 것이 중요합니다. 이번 글에서 지문 구조를 완전히 정리하고, 내신·수능에서 자주 묻는 포인트까지 한 번에 정리해 드립니다.
📋 목차
자기 치유 소재가 왜 필요한가
글은 국제 우주 정거장의 작은 균열 사례를 먼저 제시해 독자의 관심을 끌고, ‘미세한 흠집이 큰 사고를 유발할 수 있다’는 문제 의식을 강조합니다. 이런 맥락에서 자기 치유 소재는 인간의 개입 없이 스스로 손상 부위를 복구한다는 점이 핵심입니다. 시험에서는 “사례 제시의 의도”, “개념의 정의”, “필요성 제시 방식” 등이 자주 묻습니다. 여기서는 실제 사고 사례로 기술의 필요성을 먼저 강조한 뒤 개념 정의로 이어지는 전형적인 설명 전략을 보입니다.
기본 원리와 제작 시 고려 요소
자기 치유 소재의 기본 원리는 ‘복원 물질이 흘러나와 손상을 메우는 구조’입니다. 하지만 제작은 단순하지 않습니다. 너무 많이 나오면 표면이 울퉁불퉁해지고, 너무 적으면 복구가 불완전해집니다. 또한 사용 환경(물·공기·시간·강도 등)에 따라 복원 물질의 성질을 다르게 선택해야 합니다. 내신에서는 “사용 목적에 따라 복원 물질을 조절해야 하는 이유”를 묻는 문제로 출제됩니다.
마이크로캡슐 방식의 구조와 장단점
마이크로캡슐 방식은 머리카락 굵기의 작은 캡슐 속에 복원 물질을 넣어 소재 안에 분산시키는 방법입니다. 균열이 생기면 캡슐이 터지고, 중합제와 함께 반응해 틈을 메우죠. 장점은 비교적 설계가 쉬워 원하는 성능을 조절할 수 있다는 점입니다. 단점은 ‘일회성 복구’라는 점이 가장 중요합니다. 하지만 합성수지 기반의 구조물처럼 ‘한 번의 복구만으로도 효과가 크다면’ 충분히 쓸 수 있습니다. 시험에서는 “일회성임에도 불구하고 활용 가치가 큰 이유”를 서술형으로 물을 수 있습니다.
혈관 모사법의 특징과 비교 포인트
혈관 모사법은 소재 내부에 미세한 관을 만들어 복원 물질을 지속적으로 공급하는 방식입니다. 동물의 혈관처럼 여러 번 복구할 수 있다는 점이 강점입니다. 하지만 복원 물질이 많이 흘러나와 표면이 흐트러질 수 있고, 정밀 부품에는 적합하지 않다는 한계도 갖습니다. 두 방식 비교는 고난도 내신 문제의 단골 영역으로, “복구 가능 횟수 vs 정밀도”, “응용 분야 차이”가 핵심 대비 포인트입니다.
자기 치유 콘크리트의 복원 과정
이 지점은 학생들이 가장 재미있어 하지만 동시에 출제 비중도 높은 영역입니다. 자기 치유 콘크리트는 ‘세균 + 젖산 칼슘 + 생분해성 캡슐’로 구성됩니다. 균열이 생기면 세균이 활성화되고, 젖산 칼슘을 먹으며 탄산칼륨을 생성해 틈을 메웁니다. 과정이 단계적으로 전개되므로 ‘순서 배열’ 문제가 자주 나옵니다. 특히 “환경 변화 → 세균 활성화 → 탄산칼륨 생성 → 균열 복원” 흐름을 정확히 기억해야 합니다.
현대 산업에서의 적용과 미래 전망
자기 치유 기능은 페인트, 플라스틱, 자동차 표면, 전자기기 보호필름 등 일상용품까지 활용 범위가 넓어지고 있습니다. 오늘날 개발된 보호필름처럼 “10초 내 복원 + 2만 번 반복 가능” 같은 사례는 시험에서 수치 비교 용도로 자주 등장합니다. 마지막 문단은 기술의 한계(비용·강도 문제)와 미래 가능성을 함께 제시하는데, 이는 설명문에서 흔히 보이는 ‘균형 잡힌 결말’ 구조입니다. 미래 전망 질문에서는 “유지 보수 비용 절감”, “안전성 향상”이 키워드입니다.
이 지문에서 가장 자주 출제되는 부분은?
두 제작 방식 비교(마이크로캡슐 vs 혈관 모사법), 자기 치유 콘크리트 복원 순서, 제작 시 고려 요소가 가장 많이 나옵니다.
수능형 문제에서는 어떤 부분이 어려운가요?
특정 방식의 단점이 ‘어떤 상황에서 문제 되는지’를 도식화된 자료와 함께 해석하는 문제가 어렵습니다. 기능적 차이를 상황과 연결하는 연습이 필요합니다.