현대 사회는 정밀기계, 전기전자, 우주항공, 에너지공학, 환경공학 등의 첨단산업 발달과 더불어 급격히 변화하고 있다. 지난 수십 년간의 눈부신 발전 속도를 참고로 할 때, 앞으로 다가오는 21 세기는 공상과학 소설가들의 상상이 현실로 이루어지는 세상이 될 것이다. 이러한 첨단분야 발전의 근간이 되는 분야가 바로 재료공학이다.

예를 들어, 인류는 우주개발을 오래 전부터 꿈꾸어 왔다. 이런 우주개발의 선결조건은 사람과 물자를 실어 나르는 우주왕복선의 개발이다. 지금은 성공적으로 임무를 수행하고 있으므로 당연하게 생각하지만, 과거 우주왕복선의 실현이 이루어지지 못했던 이유는 바로 우주왕복선의 지구대기권 진입 시 선체를 보호해주는 단열재가 개발되지 못했기 때문이었다. 뿐만 아니라, 역사를 거슬러 올라가 살펴보면 고대의 인류문명을 석기시대, 청동기시대, 철기시대 등으로 분류하고 있다. 이는 문명의 발달 정도가 당시대의 사람들이 사용하던 도구를 이루고 있는 재료를 통해 가늠되었기 때문이다. 혹자는 현재를 신-철기시대. 신-석기시대, 실리콘 시대, 플라스틱 시대 등으로 관점의 차이에 따라 달리 부르고는 있지만, 사용하고 있는 재료의 발달 정도에 의해 인류문명이 분류되는 상황은 예나 지금이나 마찬가지이다. 이러한 관점에서 좀 더 달리 냉정하게 말하자면, 우수한 재료를 개발하지 않는 문명은 자연도태 되기 마련이고 국가와 국가간의 관계에 있어서도 우수한 재료의 개발 없이는 선진국에의 기술적 예속에서 벗어나기 어렵다고 말할 수 있다. 이렇듯 재료공학이란 한 나라의 산업발전에 근간이 되는 공학분야이며, 국가 경쟁력을 말해주는 척도가 된다. 우리나라가 공업선진국으로 발돋움 하는데 큰 기여를 하고 있는 자동차, 조선공업을 비롯한 기계공업의 발전 뒤에는 든든한 철강재료가 자리 잡고 있으며, 도시, 건설, 토목의 발전 뒤에는 각종 무기 재료가 자리 잡고 있다. 정보통신화에 필요한 반도체공업의 발전 뒤에는 수많은 재료공학도의 공정개발노력이 있었고, 웰빙 및 바이오, 유비쿼터스 산업을 통해 열려질 새로운 세상을 위해서는 신개념 플라스틱 재료의 개발이 필요하다. 이렇듯 재료공학은 항상 과제 해결의 중심적 역할을 해왔다.

재료공학에서 취급하는 재료는 크게 고분자 재료, 금속재료, 무기재료, 바이오 재료, 전자재료로 나눌 수 있다. 이들 재료로부터 원하는 성능을 최대화하기 위해서는 그 재료에 대한 거시적(macroscopic) 이해와 미시적(microscopic) 이해가 동시에 필요하다. 성능에 대한 판단은 재료의 거시적 이해가 있어야 가능하며, 그 성능을 얻게 하기 위해서는 구조-공정-성질에 대한 재료의 미시적 이해가 있어야 가능하다. 재료공학에서는 원하는 성질(properties)을 얻기 위해 공정(processing), 미세 구조(structure)를 조절하게 되는데, 이들 3가지를 일컬어 재료의 미시적 이해라 하며 구조-공정-성질간의 깊은 연관관계에 의해 재료의 거시적 이해인 성능이 좌우된다. 즉, 각각 미시적 요인들이 최대가 되었을 때 그 재료는 최대의 성능이 발휘되는 것이다.

뿐만 아니라 재료공학은 전 학문 분야를 아우르는 종합학문이라 할 수 있다. 예를 들면 자동차에 쓰이는 박판의 경우 박판의 강도, 인성, 가공성 등 여러 가지 필요한 성질들이 있게 되고, 이러한 성질들이 필요한 이유를 알기 위해서는 재료공학을 공부하는 사람은 적어도 자동차가 무엇인지를 알아야 되는 것과 같은 이치이다. 반도체 재료 및 공정을 공부하는 사람이 반도체가 무엇이고 어떻게 작동되는지 모르면서 재료적인 차원만 고집하면서 공부한다면, 설령 공부는 한다고 할지라도 반도체소자를 연구하는 사람과 대화가 통하지 않을 뿐 아니라, 더 나아가 자기발전을 기대할 수 없다. 아울러 재료에 대한 미시적 이해의 증진에 있어서도 양자론적, 통계 역학적 이해를 비롯한 물리, 화학, 수학 등을 비롯하여 열역학, 반응속도론, 결정학 등 기초학문의 이해 없이는 불가능하다. 따라서 재료공학은 그 응용분야와 뗄래야 뗄 수 없는 관계가 있으며, 이런 응용분야의 다양한 접근을 위해 기초학문과의 연계가 매우 중요하다.

과거 인류는 재료의 변화와 함께 진화해 왔으며 앞으로의 무한한 발전을 위해서 지금도 계속적인 연구를 진행해나가고 있다. 특히, 나노기술(NT)의 대두로 기존 재료에서는 볼 수 없었던 새로운 성질들이 발견되어지고 있는바, 새로운 재료의 개발 및 산업의 도래가 예상된다. 이러한 나노기술과 재료공학의 접목은 인류의 영속적 발전과 번영을 약속할 것이며 꿈으로 생각해왔던 미래사회를 이끌 원동력이 될 것이다.

http://mse.snu.ac.kr/sub.php?code=Sb46YbF9