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고분자 재료에 관하여 질문드립니다.
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.고분자 재료를 분류하는 기준은 너무나 다양하기 때문에 대표적인 예를 소개드리겠습니다.열적특성을 기준으로 i) 가열하면 녹는 특성을 갖는 "열가소성 고분자" ,ii) 가열하면 굳거나 가열해도 녹지않는 "열경화성 고분자"로 분류될 수 있습니다.중합방식에 따른 분류로 i) 사슬 중합체 (PP,PE 등) ii)망상 중합체로 분류됩니다. 후자는 그물처럼 결합해 있는 구조입니다.(에퐁시, 실리콘 고분자 등)제조방법에 따른 분류로 i) 천연 고분자(셀룰로오스 등), ii) 합성 고분자(나일론 등) 로 분류하기도 합니다.이외에도 분류방식은 매우 다양합니다 ^^
학문 / 재료공학
24.09.20
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페로브스카이트가 태양광에 주목받는 이유는?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.페로브스카이트(perovskite)는 칼슘 타이타늄산화 광물(CaTiO3)을 일컷는 용어인다. 러시아의 광물 학자 이름을 빌어 명명 되었다고 합니다.테양광 발전은 광전효과를 이용하는데요(일정 진동수 이상의 빛을 비추면, 전자가 튀어나와 전류가 흐르게되는 현상) 페로브스카이트는 이때 광변환효율이 매우 높습니다. 광흡수율도 높아서 얇은 두께로 만들어도 입사광의 대부분을 흡수할 수 있고요.또한 기존에 태양전지에 사용하던 실리콘은 고순도로 가공하고 증착하는 공정이 필수적으로 필요했는데, 페로브 스카이트는 페로브 스카이트가 함유된 물질을 필름에 도포하여도 그 기능을 항 수 있기 때문에 가공때문에 소요되는 비용을 현저히 저감할 수 있습니다.이 때문에 현재 활발히 연구되고 있으며, 태양전지 상용화에 큰 기여를 할 수 있을거라는 평가가 많습니다.
학문 / 재료공학
24.09.20
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야광물질은 어떻게해서 만들어지는건가요??
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.일상생활에서 가장 흔하게 사용되는 야광물질은 "스트론튬 알루미네이트(SrAl₂O₄)" 입니다.이는 축광물질의 일종인데요, 인광(Phosphorescence)의 원리를 이용하여 빛을 내게 됩니다.축광물질은 빛을 저장해두었다가 어두워지면 방출하는 성질을 갖고 있는데요. (정확히는 밝은 환경에서도 방출하기는하나, 눈에 보이지 않습니다.)자외선이나 가시광선 영역의 빛을 받은 상기 물질은 전자가 여기됩니다. (즉, 원자를 둘러싸고 있는 전자가 원래 위치보다 높은 에너지를 갖도록 들뜨게 됩니다.) 이때 여기된 전자가 다시 원래위치로 돌아가며, 그 차이에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하게 되는데 이 빛이 "야광"인 것 입니다.
학문 / 재료공학
24.09.17
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플라스틱의 강도는 어떻게 결정되는 것인가요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.플라스틱의 강도는 굉장히 많은 요인에 의해 결정되기때문에 한가지로 짝 정해 말씀드릴 순 없습니다. 몇가지 예만 설명드릴게요.1) 플라스틱 제품 중에 PE도 보신적이있지만 HDPE라는 것도 보신적이 있을꺼에요 이는 High Density Polyethylene의 약자로 밀도가 일반 PE보다 높기때문에 강도가 더 강해집니다.2) "결정화도"와도 관계가 있습니다. 플라스틱은 굳히는 과정에서 결정이란게 생기는데, 이러한 결정이 크고 많이 생긴 경우 강도가 강해지기도 합니다.
학문 / 재료공학
24.09.17
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어떤 화학적 원리로 랩그로운 다이아몬드를 만들 수 있을까요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.크게 아래 2가지의 방법이 있습니다.1) HTPT 방식(고온, 고압 방식)탄소로 이루어진 흑연을 다이아 몬드가 생길 수 있는 씨앗 주위에 두고실제 다이아몬드가 생성될 수 있을 정도의 온도 (섭씨 1500도 이상) 및 압력 (5-6 GPa)을 가합니다.여기서 다이아몬드 씨앗이란, 인공 다이아몬드가 생길 기초를 말하며, 실제 다이아몬드의 작은 조각을 사용하기도 합니다. 몇일에서 몇 주 정도 이렇게 고온, 고압을 가하면 실제 천연 다이아몬드와 화학적 구조가 유사한 인공다이아몬드를 만들 수 있습니다.2) CVD (Chemical Vapor Deposition) 방식 (화학기상증착법)CH4 (메탄)과 같은 기체를 고온의 플라즈마를 이용해 자유롭게하고, 기판에 증착시켜 다이아몬드를 얻는 방식을 말합니다. 마찬가지로 다이아 몬드 씨앗을 이용하여 다이아 몬드가 자라나게 합니다.
학문 / 재료공학
24.09.16
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고체역학에서 stress와 strain은 무슨 차이인가요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.1) 일단 개념을 살펴보면,Stress(응력)는 힘을 물체의 면적으로 나눈 것입니다 (F/A) 즉, 특정 부위에서 물체가 얼마나 버틸 수 있는 힘을 내고 있는지에 대한 개념입니다.Strain(변형률)은 기존 길이 대비 변형된 정도, 즉 비율을 나타내는 값입니다. 즉, 물체가 힘을 받아서 얼마나 변형된 것인지를 나타내는 개념입니다.2) 쉽게 생각하시면, stress는 물체가 받는 힘에 대에 반응하는 것이고, Strain은 실제로 얼마나 변형되었는가를 나타냅니다. Stress는 힘을 받는 "압박"을 나타내고, Starin은 그에따른 "결과"를 비율로 산정한 것이라는 느낌으로 이해하시면 될 것 같습니다.
학문 / 재료공학
24.09.16
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다이아몬드도 인공으로 만드는데 금이나 은도 가능할까요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.금도 인공적으로 만드는게 '가능'은 합니다. 다만, 탄소에서 다이아몬드를 만드는 것은 탄소의 배열을 바꾸는 것이어서, 공온 고압의 환경을 제공해주는 정도면 되는 것이니 쉽지만, 금을 만드려면 입자가속기를 통해 원자의 종류 자체를 변경시켜야 합니다. 수많은 에너지, 시간, 비용이 소비되는데 비하여 금의 생산량은 적기 때문에 실용성이 없어서 사용되지 않는 방법인거죠.
학문 / 재료공학
24.09.16
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자동차 와이퍼 고무는 어떤 소재로 만드나요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.자동차 와이퍼에 사용되는 고무는 주로 합성고무인 EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 모노머)입니다.EPDM은 내구성이 뛰어나고, 자외선, 오존, 열, 추위 등에 강해서 와이퍼 고무로 적합합니다. 이 외에도 실리콘 고무가 사용되기도 하는데, 이 경우 내구성이 더 좋고 장시간 사용이 가능합니다. (실리콘 고무는, 실리콘에서 유래된 실록산이 결합하여 형성된 "폴리실록산"을 구성 물질로 합니다.)
학문 / 재료공학
24.09.15
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중국에서 인공 강우를 만들었다고 하는데 무엇으로 인공강우를 만드는 건가요
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.인공강우는 수증기가 응결할 수있는 핵을 살포하여 인위적으로 비가 내리게 하는 기술입니다. 이를 "구름 씨앗"(cloud seed) 이라고 부릅니다. 흔히 사용되는 구름 씨앗에는 요오드화은, 드라이아이스 등이 있습니다.이러한 구름씨앗이 수증기가 모일수 있는 핵의 기능을하고, 모인 수증기가 일정 무게에 도달하면 낙하하여 비가 되는 원리입니다.다만, 구름을 만들어낸다기보단, 다른곳에서 내릴 비를 인위적으로 특정 지역에 내리게하는 기술이기 때문에, 다른 곳에는 사막화 문제가 생기기도 하는 문제가 있습니다.
학문 / 재료공학
24.09.15
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자동차 타이어의 고무는 왜 이렇게 튼튼 한가요?
안녕하세요. 한성민 전문가입니다.자동차 타이어의 고무는 천연고무와 합성고무에 각종 첨가제를 넣어 만듭니다.천연고무와 합성고무를 혼합하면 상호 보완적인 역할을 할 수 있는데요.합성고무(예로, 스타이렌 부타디엔 러버(SBR 등)는 내열성과 내구성이 뛰어나고, 천연고무는 충격흡수력, 접지력이 우수합니다.
학문 / 재료공학
24.09.15
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