말썽꾸러기 조카 '지지리 마란드러'

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“홈즈 삼촌~! 내가 왔쓰~, 어흐~!”
하나밖에 없는 썰렁홈즈의 조카 ‘지지리 마란드러’가 또다시 찾아왔다. 방학만 되면 찾아오는 마란드러. 이번에도 역시 방학숙제를 해결하기 위해서였다.
“발명가 자유탐구? 그게 방학숙제란 말이지?”
썰렁홈즈와 지지리 마란드러는 방학숙제로 미국의 건축가이자 작가, 디자이너이면서 발명가인 ‘벅민스터 풀러’를 선택했다.
“우와~, 삼촌! 이 사람 맘에 드는데? 둥근 덮개로 덮인 야구장 같은 돔형 건축물을 만들었대!”
두 사람은 벅민스터 풀러가 만들어 낸 발명품을 직접 보면서 방학숙제를 해결하기 위해 여행을 떠났다.

거대한 몬트리올 돔형 전시관

“으아~, 정말 대단하다!”
첫 번째 찾아간 곳은 캐나다 몬트리올이었다. 그 곳엔 몬트리올 엑스포에서 미국 전시관으로 쓰였던 돔형 건물이 있었다. 마란드러는 풀러의 작품인 돔형 건물을 보고 입을 다물 수 없었다.
“돔은 외부 충격을 잘 견디는 구조물이지. 풀러가 만든 이 돔은 ‘지오데직 돔’이라고 한단다.”
썰렁홈즈는 방학숙제를 도와 주기 위해서 친절하게 설명했다. 그런데 그 때, 악당 업새블라가 어디선가 나타나 방해하기 시작했다.
“그래? 나도 숙제를 좀 도와 주지. 풀러가 만든 돔은 면이 가장 많은 *정다면체를 변형해 만들었다. 여기 있는 블럭처럼 모두 정삼각형으로 이루어진 정다면체지. 과연 블럭 몇 개를 연결해야 가장 면이 많은 정다면체를 만들 수 있을까? 5분 안에 못 풀면 저 건물을 폭파해 버릴 테다!”
*정다면체 : 각 면이 정삼각형, 정사각형 등의 정다각형으로 이루어진 입체 도형.

문제 1
지오데직 돔은 정다면체의 한 면을 다시 여러 개의 삼각형으로 나눠 만든 건물이다. 가장 면이 많은 이 정다면체는 무엇일까? 또, 정삼각형이 몇 개 있어야 이 정다면체를 만들 수 있을까?
 

히말라야 얄룽캉에서 1박 2일?

“돔형 텐트도 풀러의 위대한 발명품이라는 사실 알고 있나? 이번에는 체험학습이라구~!”
업새블라는 썰렁홈즈와 지지리 마란드러를 데리고 히말라야 산맥으로 향했다.
“크하하! 오늘은 히말라야 산맥에서도 8500m가 넘는 봉우리인 얄룽캉에서 1박 2일에 나오는 야외 취침을 하겠다. 그럼 얼른 텐트를 만들라구. 조금 있으면 날이 어두워질걸~?”
업새블라는 풀러가 발명한 돔형 텐트를 직접 조립해서 하룻동안 지내 보라고 시켰다. 벌써 추워서 달달 떨고 있는 지지리 마란드러와 썰렁홈즈. 과연 무사히 텐트를 만들 수 있을까?

문제 2
다섯 개 중에서 부품이 제대로 갖춰진 건 하나뿐이다. 어떤 것이 제대로 된 텐트일까?
 

축구공 모양의 풀러린

“으…, 문제를 잘도 푸는군. 하지만 이번엔 좀 어려울걸?”
업새블라는 1996년에 노벨상을 받은 화학자 스몰리, 컬, 크로토에게 두 사람을 데려갔다.
“저희가 발명한 물질은 탄소원자 60개로 만든 ‘풀러린’입니다. 벅민스터 풀러 박사님의 돔형 건축물을 보고 생각해서 박사님의 이름을 붙였답니다.”
“정이십면체의 꼭짓점을 잘라 버리면 오각형과 육각형을 합친 축구공 모양이 됩니다. 저희가 만든 풀러린은 60개의 꼭지점을 가진 축구공 모양이지요.”
“우하하하, 그럼 이제 방학숙제를 마무리해야겠지? 이번에는 만들기 숙제~! 여기 고무찰흙 공 60개와 빨대가 있지. 축구공과 같은 풀러린 모양을 만들려면 빨대가 몇 개 있어야 할까? 문제를 못 풀면 전세계의 축구공을 모조리 없애버릴 테다!

문제 3
고무찰흙 60개는 풀러린의 탄소원자 60개처럼 꼭짓점으로 사용하면 된다. 그러면 모서리로 쓸 빨대는 몇 개가 필요할까? 축구공의 모서리 갯수를 세 보면 쉽게 알 수 있다.
 
 

킹왕짱 방학숙제 종결자

캐나다 몬트리올 현장교육부터 노벨상 수상자 인터뷰까지, 방학숙제를 완벽하게 해낸 지지리 마란드러가 신났다. 지금까지 했던 숙제 중에서 가장 완벽한 숙제였기 때문이다. 신이 난 마란드러는 더 재미있는 체험학습을 시켜 달라며 썰렁홈즈와 업새블라의 바짓가랑이를 붙잡고 드러누워 버렸다.
“헉! 업새블라 살려~!”

일러스트 : 김석

글 : 김원서 팀장
감수 : 조승호 박사
도움 : 특허청 창의발명교육과
도움 : 한국발명진흥회 창의인재육성팀
어린이과학동아 2011년 03호


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