답변 내역

스테인리스와 알루미늄은 어느 것이 더 좋은 금속인가가 중요한 것이 아니고, 필요한 성능에 따라 선택하는 용도가 다른 금속입니다.스테인리스는 강도와 내식성이 뛰어난데, 녹이 잘 슬지 않기 때문에 주방용품에도 많이 쓰이고, 의료기기나 건축 자제, 반도체 공정에도 많이 쓰입니다. 알루미늄은 가볍고 열전도성이 상당히 우수해서 항공기, 자동차, 음료 캔 같은데 많이 쓰이고 있습니다. 따라서 제품을 설계할 때는 무게, 강도, 부식환경, 열전도성, 가공성 등을 종합적으로 고려해서 적합한 재료 선택이 중요합니다.

나노재료의 가장 큰 특징은 크기가 너무 작기 때문에 원자들이 표면에 많이 노출되고, 전자의 움직임까지 달라진다는 점입니다.입자가 나노 크기정도 되면 표면적이 급격하게 증가합니다. 그래서 화학 반응이 활발해지고, 표면 원자의 비율이 커져서 반응성과 촉매 성능도 크게 향상되게 됩니다. 또 전자의 움직임이 매우 작은 공간에 제한되는 양자효과가 나타나 빛을 흡수하고 반사하는 방식이 달라집니다. 그래서 벌크 상태와 나노 입자 상태의 색상이 다르게 보이게 됩니다.

기어의 모양은 보기 좋게 만든 것이 아니라 회전하는 방향과 전달해야 하는 힘, 소음과 효율에 맞춰 가장 적합한 형태로 구현되었습니다.평기어는 구조가 간단하고 효율이 높기 때문에 일반적인 기계에 많이 사용되고, 헬리컬기어는 이가 비스듬해 소음과 진동이 적어 자동차 변속기 등에 적합한 기어입니다. 또 말씀하신 베벨기언느 서로 교차하는 축 사이에서 동력을 전달할 때 사용되고, 웜기어는 큰 감속비가 필요하거나 역회전을 막아야 하는 장치에 활용되고 있습니다. 좋은 기어의 설계는 가장 튼튼한 기어를 만드는 것이 아니고, 사용 목적에 가장 알맞는 형상을 선택하는 것이라고 생각합니다.

오래된 맥북은 최신 게임용으로는 한계점이 분명하지만, 공부와 개발을 위한 전용기기로는 아직 충분한 가치가 있다고 생각합니다.문서 작성, 인터넷 검색, PDF 필기, 온라인 강의, 프로그래밍 등 구형 맥북으로도 무리 없이 할 수 있는 경우들이 많습니다. 배터리 성능이 떨어졌다고 할지라도, 전원에 연결해 서브 노트북이나 공부 전용 PC로 활용하신다면 충분한 가치를 얻을 수 있습니다.개인적으로 오래된 맥북이 있다면, 공부용 PC 전용으로 쓰고 싶네요.

형상기억합금은 정말 모양을 기억하는 것이 아니라, 금속 내부 원자들이 원래 배열로 돌아가려는 성질을 이용한 재료입니다.낮은 온도에서는 원자 배열이 쉽게 변형되지만, 열을 가하면 원자들이 원래의 안정된 배열로 다시 바뀌면서 금속도 처음 만들어진 모양으로 되돌아가게 됩니다. 이처럼 모양이 바뀌는 것은 원자가 이동하는 것이 아닌 결정 구조가 서로 다른 형태로 변하는 상변태라는 현상 때문입니다.그래서 현재 형상기억합금은 읜룡 스탠드, 안경테, 로봇 등 열을 이용해 스스로 움직이거나 원래 형태로 회복이 필요한 곳에 활용되고 있습니다.

감속기는 단순히 속도를 줄이는 장치가 아니고, 모터의 힘을 원하는 속도와 토크로 바꿔 기계의 성능을 결정하는 핵심적인 부품입니다.감속비, 기어 향상, 재질, 윤활 방식, 정밀도에 따라 전달 효율, 소음, 진동, 내구성 등 특성들이 크게 달라질 수 있습니다. 설계할 때는 필요한 토크와 회전속도는 물론, 하중, 사용 환경, 발열, 수명, 유지보수성 등 종합적인 고려가 필요합니다. 감속기는 자동차의 변속기처럼 힘과 속도를 용도에 맞게 조절해 기계가 가장 효율적으로 일하도록 만드는 장치로 보시면 되겠습니다.

반도체 공정에서 도핑 공정은 실리콘 자체를 바꾸는 것이 아닌, 전기를 운반하는 입자를 아주 조금 만들어 주는 공정으로 이 때문에 전도성이 크게 달라질 수 있습니다.순수한 실리콘은 진성반도체로 불리는데, 자유전자가 상당히 적습니다. 그래서 전기가 잘 흐르지 않지만, 여기에 5가나 3가 원소인 인이나 붕소를 넣어주면 자유전자 또는 정공이 생겨 전류가 훨씬 쉽게 흐를 수 있게 됩니다. 이처럼 아주 적은 양의 불순물만으로도 전기를 운방하는 입자의 수가 크게 늘어나기 때문에 전기적 성질이 크게 변하는 겁니다. 이 공정을 조절해서 n형 반도체와 p형 반도체를 만들어내고, 트랜지스터와 반도체 회로를 구현하게 됩니다.

라이다의 가장 큰 한계는 빛을 이용하기 때문에 안개나 비처럼 빛을 흩뜨리는 환경에서는 성능저하가 있을 수 있다는 점입니다.라이다는 레이저를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 거리를 계산하는데, 안개나 폭우, 눈에서는 물방울이 빛을 산란하거나 반사하기 때문에 실제 물체가 아닌 중간의 물방울을 감지하거나 신호가 약해질 수 있습니다. 또 굵은 빗방울이나 눈송이가 있다면 레이저가 목표물까지 도달하지 못하기 때문에 측정 거리의 오차가 발생하기도 합니다.그래서 라이다만 쓰는게 아닌 카메라, 레이더, GPS 같은 추가적인 센서들로 서로의 단점을 보완하면서 사용하게 됩니다.

고강도 집속 초음파의 핵심은 초음파를 한 점에 집중시켜 몸을 절개하지 않고도 종양만 선택적으로 가열하는 기술에 있습니다.여러 방향에서 나온 초음파가 한 초점에 모이면 에너지가 한곳에 집중되어 그 부위의 온도가 60도 이상으로 올라가고, 종양 세포가 열응고되어 파괴되는 원리입니다. 반면에 초음파가 지나가는 주변 조직은 에너지가 분산되어 온도 상승이 크지 않기 때문에 손상이 상대적으로 적게 됩니다.예전에 어릴 때 한번씩은 해봤을 텐데, 돋보기로 햇빛을 한 점에 모아 종이를 태우는 행동과 비슷한 파동의 집속 원리를 이용한 겁니다.

열처리를 하는 목적은 금속의 모양을 바꾸는 것이 아니라 내부 조직을 바꿔 원하는 성질을 만들어 내는데 있습니다.금속은 일정한 온도고 가열한 뒤 냉각하는 방법을 조절할 경우 금소의 경도, 강도, 인성, 내마모성 같은 성질들이 크게 달라질 수 있습니다. 어떤 열처리를 할지는 제품의 용도와 필요한 특성들, 사용 환경을 기준으로 결정되게 되구요. 열처리는 금속의 성능을 결정하는 핵심적인 공정 중 하나로, 재료의 숨은 특성을 최대한 끌어내 줄 수 있는 기술입니다.