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나노소재는 어떻게 일상 생활에 영향을 미치고 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.사실 나노소재의 유행은 지나가긴 했습니다. 한때 2000~2020 년 정도까지 한국에서 수행하는 모든 과제의 제목에 '나노'란 단어가 들어가지 않으면 선정이 되지 않을 정도로 전국적으로 나노 열풍이 불었던 적이 있었습니다.나노기술 이라고 사실 특이한 기술이 있는 것이 아닙니다. 단순히 재료나 소재의 크기가 10^-9 의 크기의 재료를 사용한 기술을 총칭한 것 이라고 할 수 있겠습니다. 머리카락의 10만분의 1 크기로 재료의 크기가 작으면 소재의 성능을 수십배 끌어올릴 수 있기 때문에 반도체 기술의 핵심 기술이라고 생각할 수 있습니다. 단일한 크기에 더 많은 정보를 넣어야 하는 반도체의 특성상 나노사이즈의 기술 개발은 계속 진행되고 지금은 더 작은 크기로도 개발이 되고 있습니다. 일상생활에는 나노크기의 소재를 활용한 대표적인 제품은 핸드폰이라 할 수 있겠습니다. 자주 사용하다보니 핸드폰의 가치를 낮춰볼 순 있겠지만 사실 최신기술의 총합이라고 표현해도 될 정도로 핸드폰에는 나노사이즈의 기술이 아주 다양하게 들어가 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.14
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유리 섬유는 왜 건축 및 자동차 산업에서 인기가 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.유리섬유는 단일로 사용되지 않습니다. 유리섬유는 유리를 가늘게 만들어서 섬유처럼 만든 재료 입니다. 하지만 석면과 유사하게 인체 흡입시 폐나 모세혈관에 달라붙어 쉽게 외부로 배출되지 않아 발암물질로 지정된 재료 입니다. 그래서 유리섬유는 단일로 잘 사용되지 않습니다. 그래서 아마 질문자 님이 물어보시는 재료는 유리섬유가 아니라 유리섬유 강화 플라스틱을 말하시는것 같습니다. FRP 라고 해서 Fiber Reinforced Plastic 의 약자로 여기의 Fiber 가 바로 유리섬유를 말합니다. 해당 재료는 유리섬유의 단점인 유리섬유가 쉽게 부숴지지 않게 플라스틱으로 코팅을 하거나 덮어서 만드는 재료 입니다. 유리섬유 자체는 원래 기본적으로 내열성이 높고 강도가 강하기 때문에 여기에 플라스틱으로 보강을 하였으므로 유리섬유의 단점을 보완하는 재료로 여러 산업에서 활용이 됩니다. 가볍지만 내열성이 높고 강도가 높으니 항공이나 수송 산업에서 널리사용되며 건축에서도 즐겨 사용되는 재료 입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.14
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재료 공학을 전공 하기 위해서 화학공부는 필수인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.화학공학을 전공한 입장으로써 답변을 드리면 사실 필수라고 할 수 있습니다. 사실 재료공학과를 입학하게 되면 2학년부터 본격적으로 전공과목을 배우게 되는데 1학년때 화학, 일반화학, 물리에 대한 학문을 기본적으로 배우게 됩니다. 재료공학은 크게 금속 재료를 다루는 학문으로 탄소가 포함되지 않은 모든 금속 물질을 전부 다룬다고 생각하시면 됩니다. 그렇기 위해서는 자연스럽게 화학뿐 아니라 화학공학, 물리, 수학 등 여러가지 학문을 복합적으로 배우셔야 합니다. 일단 재료 공학과는 공대이기 때문에 자연대와는 틀리게 물리, 화학 등의 기초학문외에 물리, 수학 등 여러가지 수치해석을 할 수 있는 과목들이 필수 입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.14
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금속 유리는 일반 금속과 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.금속유리라는 개념은 사실 잘 쓰이는 내용은 아닙니다. 예전에 읽어본 자료가 있어 답변을 드립니다. 일반 금속은 고체상태이고 결정을 이뤄서 결정체로 구성되어 있습니다.하지만 금속유리는 액체에서 고체상태를 만들때 급속도로 냉각을 시켜서 만들게 되는데 고체와 액체 두가지 성질을 둘다 가지고 있는 상태 입니다. 외부에서 보면 고체상태이지만 내부엔 액체 처럼 되어 있어 외부에서 충격을 가할 경우 충격흡수를 하기 때문에 강도가 더 높지만 내부의 특성 때문에 연성도 높은 특징을 가지고 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.14
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도로에 사용되는 아스팔트는 어떤 성질이 있나요??
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.크게 도로의 재료에 사용되는 것은 아스팔트와 콘크리트 두 종류가 있습니다. 그중에서 콘크리트 보다 아스팔트를 더 선호하는 재료 입니다.가장 큰 이유는 경제적인 이유 때문입니다. 아스팔트는 콘크리트보다 성형이 쉽고 짧은 시간에 넓은 범위를 작업할 수 있습니다. 일반적으로 도로 포장 공사의 경우 주변을 통제하고 작업을 하기 때문에 차량, 사람 등 주변에 여러 민원이 발생하게 됩니다. 그래서 빠른 시간내에 작업을 해서 공기를 줄이는 것이 필수적인데 이에 콘크리트는 아주 적합한 재료 입니다.또한 콘크리트보다 입자간 간격이 넓은 공극이 있기 때문에 소음도 줄여주고 비가 올때 배수도 잘되기 때문에 도로에 사용되기에 효과적인 재료라 할 수 있겠습니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.13
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요소수를 넣어서 매연이 조금 나오는 것에는 환경 오염이 덜 하나요
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.맞습니다. 알고계신데로 디젤 경유차에 사용하는 요소수는 엔진에서 나오는 유해 배출가스를 줄여주는 역할을 합니다. 대표적인 자동차 매연의 종류인 질소산화물, 황산화물 중에서 질소산화물인 NOx 를 질소와 물로 요수수가 환원을 통해 분해시키기 때문에 자동차의 질소산화물을 줄여줄 수 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 환경·에너지
24.10.13
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초경량 소재는 어떻게 개발되나요??
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.초경량소재는 말씀하신데로 무거워서 효율이 떨어지는 재료의 종류를 변경하여 제품의 무게를 줄여 연료의 소비를 줄이는 역할을 하게 됩니다. 주로 이동수단에 사용되는 재료에서 많이 응용되고 있습니다. 자동차나 비행기, 그리고 우주항공 산업에서 해당 연구가 활발 합니다. 왜냐하면 이동을 위해 연료를 소모해야 하므로 무게를 줄이는 것이 가장 핵심입니다. 하지만 빠른 속도로 이동할 경우 내구성도 좋아야 되기 때문에 가벼우면서 내구성이 좋아야한다는 서로 상반되는 개념을 만족해야 하기 때문에 연구가 많이 필요한 분야 입니다. 그래서 존재하는 재료와 다른 재료를 섞어서 만드는 합금이 주요 초경량 소재의 연구분야 입니다. 하지만 경량화와 내구성을 둘다 만족시키는 재료를 찾더라도 재료가 다양하지 않으면 양산이 어렵기 때문에 대중적인 소재로 성능을 만족시켜야 하기에 전세계에서 많은 학자들이 도전하고 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.13
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재료공학이 일상생활에 어떻게 활용되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.재료공학과 일상은 사실 땔래야 땔 수 없는 관계 입니다. 손에 닿는 모든 물질이 재료공학의 산물이라고 보셔도 됩니다. 사실 조금더 구체적으로 들어가면 재료공학은 무기물 분야를 다루는 학문이긴 합니다.화학공학과와 재료공학과를 자주 비교하긴 하는데 화학공학과는 유기물, 재료공학과는 무기물을 전공하게 됩니다. 무기물이라고 하면 탄소를 포함하지 않는 금속과 실리콘 같은 재료를 말합니다. 유기물은 탄소를 포함하고 있는 재료들입니다.유기물로 만들어진 플라스틱이 워낙 일상 곳곳에 흩어져 있어 사용범위가 넓은것 같지만 무기재료 역시도 다양하게 사용되고 있습니다. 핸드폰의 액정 및 배터리에 사용되는 금속재료들도 다양하며 자동차에도 차체, 엔젠 등 많은 금속재료가 사용되고 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.13
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왜 건축 자재로 강철보다 콘트리트가 더 많이 사용되는지?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.결론부터 건물을 강철로 전체로 지을 수가 없기 때문입니다. 건물의 외벽을 강철로 마감을 할순 있지만 내부는 철근과 콘크트리로 만들어지는 내벽이 필수 입니다. 사실 강철도 철근의 재료로 사용되기 때문에 콘크리트 보다 덜 사용된다고 말 할순 없습니다.말씀하시는게 외벽의 재료로써 강철과 콘크리트를 비교하는 것이라면 당연히 콘크리트가 가격도 저렴하고 성형하기가 쉽기 때문에 많이 사용합니다. 하지만 건물 전체 재료의 종류로 구분을 하면 강철도 콘크트리 많이 사용됩니다. 대략 콘크트리의 전체 부피의 약 3% 정도를 내부에 철근으로 구성하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 재료공학
24.10.13
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계면활성제는 표면 장력에 어떤 영향을 미치며 어떤 원리로 작용을 하는 건가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.계면활성제는 비누나 세제의 재료로 일상에서 자주 사용되는 용어 입니다. 하지만 정확한 원리는 잘 모르고 사용하는 경우가 많습니다.계면활성제는 단어 뜻 그대로 경계면을 활성화 시키는 재료로, 경계면이란 친수성(물에 녹는성질), 친유성(기름에 녹는성질)을 둘다 가져서 특정 물질이 기름성분이건 수분을 가지고 있건 서로 분리시킬 수 있는 능력을 가지고 있느 것이 계면활성제 입니다.계면활성제는 머리와 꼬리부분으로 이루어져 있는데 머리가 친수성이고 꼬리가 소수성(친유성) 입니다. 오염물질인 기름을 물속에서 만나게 되면 이 계면활성제의 꼬리부분이 기름에 붙어서 감싸게 됩니다. 그렇게 되면 오염물질 내부에서 기름 부분이 물에 섞이게 되어 기름기가 제거되는 원리 입니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
학문 / 화학공학
24.10.13
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