화학적 처리를 통해 강하게 만든 유리를 무엇이라고 하나요?
안녕하세요.화학적 처리르 통해 강도를 높인 유리가 화학 강화 유리라고 불리는 유리입니다.대표적인 제품이 코닝에서 개발한 고릴라 글라스이죠. 화학 강화 유리는 표면의 이온을 큰 이온으로 바꿔서 표면에 압축응력이 생기게 만들어서 강화하는 원리입니다. 손상의 시작 자체를 억제해서 내구성을 높인 유리이죠.
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유리처럼 깨지기 쉬운 세라믹이 세라믹 칼로 쓰이는 이유는?
안녕하세요. 세라믹 자체는 경도가 매우 높습니다. 물론 깨지기 쉬운 취성 특성을 가지고 있죠. 그러나 경도가 높아 극도로예리하게 만들 수 있습니다. 그래서 현재 세라믹 칼들이 나오는 것이죠.또한 마모가 거의 없기 떄문에 금속 칼보다 날 유지하는 것이 상당히 유리합니다. 그리고 녹이 슬 염려 또한 없기 떄문에 위생적으로도 우수하죠.
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금속의 열전도율 차이는 열교환기 성능에 어떤 영향을 주나요?
안녕하세요. 금속은 열전도율이 높을수록 연교환기 벽을 통한 열 이동이 빨라지기 때문에 전체 열 교환 효율이 직접적으로 향상될 수 있습니다.말씀하신 구리는 열전도율이 매우 높은 금속입니다. 그래서 고성능 소형 열교환기에는 유리하지만 무게나 비용이 문제죠. 알루미늄은 열전도율은 낮습니다. 그렇지만 가볍고 가공성이 좋기 때문에 대면적으로 가볍게 만들 때는 유리하죠.열교환기 설계에서는 열성능도 중요한데, 비용이나 내식성, 구조 강도 같은 것들을 동시에 고려해야 할 것 같습니다.
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반도체 미세 공정에서 하이-케이 유전체 도입의 필연성과 차세대 소재 전망이 궁금합니다.
안녕하세요. high-k 유전체는 높은 유전율 덕분에 물리적으로 두께를 두껍게 유지함에도 정전 용량을 확보하기 때문에 미세화로 인한 터널링 누설 전류를 효과적으로 줄일 수 있습니다.소재 중에는 하프늄 계열 물질은 전자의 유효 질량과 밴드 구조 특성상 전자 침투 확률을 낮춰주기 때문에 소자 안정성을 높일 수 있어요.차세대 해법으로 제시되는 것들은 2차원 반도체나 강유전체 유전체, GAA 구조 등이 주목 받고 있습니ㄷ.
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미세플라스틱은 어떤 문제점이 있나요?
안녕하세요. 미세플라스틱은 아주 작은 플라스틱 조각을 말합니다. 문제는 이것이 환경과 건강에 여러가지 문제점을 일으킨다는 제기가 있어서 문제죠.일단 플라스틱 자체가 자연에서 분해되지 않고 오래 남아서 여러 환경오염을 시키며 생태계 내에 계속적으로 축적됩니다. 이건 먹이사슬 얘기로 많이 들어보셨을 것으로 생각됩니다. 건강에 있어서는 현재 연구가 계속되고 있지만, 일단은 조심하시는 것이 아무래도 좋겠죠?
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미세 플라스틱이 생기지 않는 플라스틱도 있나요?
안녕하세요. 현재로서는 미세 플라스틱이 전혀 생기지 않는 플라스틱은 거의 없다고 합니다.플라스틱의 마모나 햇빛이나 열을 받는 과정에서 조금씩 깨져서 떨어져나오거든요. 아주 작은 입자로 쪼개지기 쉬운 재료라 육안으로 보이지 않는 경우도 많습니다.요즘에는 생분해성 플라스틱이나 바이오 플라스틱 같은 소재들도 자연 환경에서 더 빨리 분해되도록 나오고는 있는데, 그럼에도 불구하고 이것들도 분해되기 전까지는 플라스틱이니 잔존 할 수 밖에 없는 것 같습니다.
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콘크리트의 수화 반응은 강도 발현과 어떤 관계가 있나요?
안녕하세요. 콘크리트의 수화 반응은 시멘트랑 물이 반응해서 C-S-H 겔을 형성하면서 강도가 발현되는 과정을 말합니다.이 반응이 시간이 갈수록 내부 조직이 치밀해질수록 내구성이 함께 증하하는 구조인데, 이 때 양생 중에 수분이 충분하지 않다면 수화가 중간에 중단되서 미반응 시멘트가 남게 됩니다. 결국 강도가 크게 저하 되게 되는 것입니다.그렇기 때문에 적정 조건 하에서 양생을 해주어야 강도 발현 지연 및 균열 위험을 줄일 수 있게 됩니다. 양생 조건이 상당히 중요합니다.
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탄소섬유나 탄소나노튜브 같은 탄소 기반 소재가 금속이나 플라스틱을 대체할 수 있는 영역들
안녕하세요. 탄소섬유는 항공기랑 자동차, 자전거 프레임 등에서 강철이나 알루미늄을 대체할 수 있는 고강도 경량 구조재로 많이 활용됩니다. 탄소나노튜브의 경우 전도성이나 강도를 동시에 가지기 때문에 다양한 산업에도 활용되기도 해요. 그리고 CFRP라고 하는 탄소섬유강화소재의 경우는 고성능 복합재로 평가되고 있는데, 기존의 플라스틱보다는훨씬 강한 구조재를 만들 수 있습니다.
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비평형 열역학은 실제 공학 시스템을 설명할 때 왜 중요할까요?
안녕하세요. 현실의 공학 시스템들은 대부분이 비평형 상태에 놓여있다고 보셔야 합니다.비평형 열역학이라는 것은 이런 흐름을 만드는 구동력과 실제 이동 속도를 연결해서 정략적으로 설명할 수 있게 되는 것이죠. 대표적으로 반도체에서 일어나는 발열이라던지, 배터리 내부 이온 이동 같은 것들도 이런식으로 해석을 하게 되는 것입니다.실제 산업에서의 장비 성능이나 수명 같은 것을 예측하려면 반드시 필요한 이론이라고 할 수 있겠네요.
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형상기억합금이 실제 상용 제품에 적용된 사례와 그 한계점은?
안녕하세요. 형상기억합금은 의료용 스텐트나 교정용 와이어 등에 이미 널리 사용되고 있습니다. 체온 반응이 필요한 제품군에요.산업분야에서도 온도 감응 벨브라던지, 소형 액추에이터, 그리고 잘 알려진 바와 같이 안경테 등 자동 복원이 필요한 부품들에 적용되고 있어요. 당연하겠지만 반복 작동하게 되면 피로 주넉으로 성능이 저하되고, 수명에 한계가 찾아오게 됩니다. 그리고 가격 자체가 매우 비싸요, 제조공정도 까다롭고요. 이런 점들이 불리한 점으로 남아 있습니다.
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