답변 내역

모터와 발전기는 구조는 비슷합니다만 에너지의 흐름이 반대라는 점이 가장 큰 차이점입ㄴ디ㅏ.모터는 전기를 공급받아 자기장을 만들고 회전력을 발생시키고, 발전기는 반대로 코일이나 자석을 회전시켜 전기를 만들어 냅니다. 이러한 원리는 전류가 자기장을 만들고, 움직이는 자기장이 다시 전기를 유도하는 전자기 유도와 전자기력 법칙을 이용한 것 입니다. 그래서 같은 장치도 전기를 넣으면 모터가 될 수 있고, 외부에서 축을 돌리면 발전기처럼 작동할 수 있습니다.두 장치가 거의 같은 구조로 서로 반대 역할을 한다는 점에서 참 흥미로운 원리 중 하나가 아닌가 개인적으로 생각합니다.

노광 공정은 빛으로 웨이퍼 위에 아주 작은 회로를 그리는 과정을 말합니다. 회로가 작아질수록 빛이 퍼지는 회절 현상 때문에 선명하게 그리는 것이 어려워지게 됩니다.그래서 EUV를 사용하게 되는데, EUV는 기존 파장보다 훨씬 짧은 파장대의빛을 사용해서 회절 한계를 줄여주고, 더 미세한 회로를 구현할 수 있도록 합니다. 하지만 EUV 빛은 대부분의 물질에 흡수됩니다. 공기 중에서나 렌즈 등에서 말이죠. 그래서 일반적인 유리 렌즈는 사용할 수 없고, 또한 진공상태를 유지해야 합니다. 렌드조 초정밀 다층 반사경이 꼭 필요하고요. 이러한 광학 기술 덕분에 수십억 개의 트랜지스터를 작은 칩 안에 집적할 수 있게 됩니다.EUV는 단순히 새로운 장비가 아니라, 반도체 미세공정을 가능하게 한 핵심 기술 중 하나입니다.

칩렛 기술은 하나의 큰 반도체를 만드는 대신, 여러 개의 작은 칩을 만들어 하나의 패키지 안에서 연결하는 방식입니다.작은 칩은 불량이 발생해도 손실이 적기 때문에 생산 수율을 높일 수 있고, 필요한 기능만 조합할 수 있어서 설계와 개발 효율도 좋아질 수 있습니다. 3차원 적층 기술은 칩을 옆으로만 배치하는 것이 아닌 위아래로 쌓고, TSV 등의 미세한 전극으로 연결해서 데이터가 더 빠르게 오가도록 하는 기술입니다. 이 덕분에 성능은 높아지고, 전력 소모는 줄이며, 같은 공간에 더 많은 기능을 넣을 수 있습니다.커다란 레고 하나 만드는것 대신 작은 레고를 조립하고, 평면이 아닌 여러 층으로 쌓아 더 작고 강력한 컴퓨터를 만드는 과정과 유사합니다. 개인적으로 미세 공정의 한계가 가까워질수록 칩렛과 3차원 적층 기술이 앞으로 반도체 성능을 높이는 핵심 기술이 될 가능성이 매우 크다고 생각합니다.

3D 프린터는 쉽게 말해서 잉크를 찍는 대신 플라스틱이나 금속을 한 층씩 쌓아서 물체를 만드는 방식으로 작동합니다. 가장 많이 쓰이는 방식이 FDM 방식은 녹인 필라멘트를 한 겹씩 쌓는 방식이고, SLA는 액체 수지를 빛으로 굳히는 방식, SLS는 분말을 레이저로 녹여 원하는 형상을 만드는 겁니다.이처럼 재료를 한 층씩 쌓는 적층식 제조 방식이라 일반 가공으로 만들기 어려운 복잡한 내부 구조도 제작할 수 있습니다. 그래서 시제품 제작은 물론이고 의료, 항공우주, 자동차, 치과 분야에서도 다양하게 활용되고 있습니다.

금속은 한 번에 원하는 모양과 성질을 모두 만들 수가 없습니다. 그래서 절단, 성형, 열처리 같은 여러 공정을 차례대로 거치는 것이에요.하나하나 살펴보면 먼저 절단을 하는데, 절단은 재료를 원하는 크기로 자르는 것이고, 성형은 모양을 만들며, 열처리는 강도와 경도, 그리고 인성을 높여주는 작업입니다. 연삭이나 연마는 표면을 갈아내면서 치수와 표면의 조도를 맞춰 정밀하게 마무리하는 공정입니다. 각 공정은 앞선 작업의 결과들을 보고 다음 단계의 품질을 개선하면서 최종 제품들의 성능과 내구성을 확보하기 위한 공정입니다.개인적으로 좋은 금속 제품은 좋은 재료도 중요하지만, 각 공정을 얼마나 정밀하게 수행하느냐도 품질에 큰 영향을 미친다고 생각합니다.

구체화 기술은 알긴산나트륨이라는 용액을 염화칼슘 용액에 떨어뜨리면서 칼슘이온이 알긴산 분자들을 서로 연결해 젤 막을 만드는 원리를 이용하는 요리기술입니다.이 반응은 방울의 표면부터 일어나기 때문에 겉은 말랑한 막이 생기는데, 안쪽은 액체 상태로 남아서 캐비어 같은 식감을 만들 수 있습니다. 이 막 자체는 식용으로도 안전하고, 분자요리에서 소스나 과일즙을 캡슐의 형태로 만드는 데 널리 활용되고 있는 방법이라고 알려져 있습니다.실제로 식품뿐 아니라 이 기술은 약물 전달과 바이오 소재 연구에도 활용이 되고 있다고 합니다.

자동차 서스펜션은 스프링과 쇼크 업소버가 함께 작동하게 됩니다. 그래서 노면 충격은줄이면서 차체의 흔들림은 억제하는 역할을 하죠.스프링을 너무 부드럽게 하다보면 승차감은 좋아질 수 있지만, 코너링이 안좋아지고, 너무 단단하면 안정성은 좋아질지 몰라도 충격이 그대로 전달되게 됩니다. 그래서 제조사들은 차량의 무게와 무게중심, 타이어 특성, 용도 등 다양한 것들을 고려해서 두 성능의 균형점을 찾도록 노력합니다.보통은 스포츠카는 안정성을, 가족용 세단 같은 것들은 승차감을 조금 더 중요하게 설계하는 경우들이 많습니다.

강화유리는 유리를 높은 온도까지 가열한 뒤, 표면을 빠르게 냉각시키는 과정을 거쳐서 만들어 집니다.이 과정에서 표면에는 강한 압축응력이 생기고 내부에는 인장응력이 생겨 외부 충격을 더 잘 견디게 만듭니다. 그래서 작은 충격으로는 쉽게 금이 가지 않고, 일반 유리보다도 3~5배 이상 높은 강도를 가지는 경우가 많습니다. 그리고 깨질때도 보면 날카로운 조각들이 아닌 작은알갱이처럼 부서져 다칠 위험을 줄여주기도 합니다.강화유리는 재료를 바꾼 것이 아닌, 물리적인 강화는 열처리만으로도 성능을 크게 높일 수 있는 대표적인 공학 기술이 들어갔다고 생각됩니다.

냉장고는 냉기를 만드는 것이 아닌, 내부의 열을 밖으로 빼내는 방식으로 차갑게 만드는 방식입니다.컴프레서라는 장치는 냉매를 높은 압력으로 압축하고, 뜨거워진 냉매는 뒤쪽에서 열을 내보낸 뒤 다시 액체가 되게 하는 장치입니다. 이 액체 냉매가 냉장고 안으로 들어오면서 갑자기 기체로 변화하게 되는데, 이러한 상변화 과정에서 주변의 열을 빼앗아 내부가 차가워지는 원리입니다. 그래서 냉장고 뒤쪽을 만져보셨을지 모르겠는데, 뒤쪽이 따뜻한 이유도 내부의 열을 밖으로 내보내고 있기 때문입니다.차가운 공기를 만드는게 아니고 열을 밖으로 옮기는 장치인 것이죠. 냉장고의 핵심은 컴프레서보다도 냉매가 압축과 팽창을 반복하면서 열을 이동시키는 원리에 있다고 생각하면 됩니다.

고어텍스는 눈에 보이지 않을 만큼 작은 구멍이 수없이 뚫려 있는 얇은 막을 이용해 방수와 투습을 동시에 구현하는 기능성 원단입니다.이 구멍은 빗방울보다 훨씬 작아서 액체 상태의 물은 통과를 못합니다만, 훨씬 작은 수증기 분자는 밖으로 빠져나갈 수 있도록 만들어져 있어요. 그래서 비는 막으면서도 몸에서 나온 땀은 수증기 형태로 배출되서 옷 안이 덜 답답하게 느껴지도록 만들어집니다. 소재 자체가 물을 잘 흡수하지도 않기 때문에 비를 오래 맞아도 방수 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다. 이 비유가 적절할 것 같은데, 모기는 못들어오지만 바람은 통하는 촘촘한 방충망 느낌이랄까요... 개인적으로 고어텍스가 오랫동안 아웃도어의 대표 소재로 인정받는 이유는 방수와 쾌적함이라는 두 가지를 동시에 만족시키는 기술 덕분이라고 생각합니다.